Сталь Образование аустенита

При непрерывном нагреве стали образование аустенита происходит в определенном интервале температур и чем быстрее, тем шире этот интервал и больше скорость превращения перлита в аустенит. [c.90]

В углеродистых сталях образование аустенита и его гомогенизация протекают достаточно быстро — в течение нескольких минут. В легированных сталях для этих процессов требуется больше времени, так как концентрация легирующих элементов в феррите и карбидах различна, и поэтому образующийся аустенит неоднороден не только по углероду, но и по концентрации легирующих элементов, скорость диффузии которых на несколько порядков меньше скорости диффузии углерода. [c.228]

В доэвтектоидных сталях превращение аустенита начинается с образования феррита и обогащения углеродом оставшегося 7-раствора, заэвтектоидных — с выделения цементита и обеднения углеродом аустенита. В условиях равновесия распад аустенита на феррит и цементит (т. е. перлитное превращение) наступает тогда, когда содержание углерода в аустеиите, оставшемся после выделения избыточных феррита или цементита, будет соответствовать точке 5 (0,8 % ). [c.250]

Стали Сг—N1—Мп более склонны к образованию а-фазы и растрескиванию, так как содержат меньше N1, способствующего образованию аустенита. [c.270]

Легирующие элементы по-разному влияют на условия равновесия. В сплавах железа никель и марганец понижают критическую точку и повышают точку Л4, расширяя тем самым область -фазы (рис. 85, а), т. е. способствуют образованию аустенита. Элементы Сг, W, Мо, Si, V повышают точку A3 и понижают точку Л4, сужая тем самым 7-область (рис. 85, б), т. е. способствуют стабилизации феррита. Большинство легирующих элементов влияют на кинетику превращения аустенита, как правило, замедляя его последнее объясняется тем, что диффузия легирующих элементов, образующих твердые растворы замещения, происходит медленнее, чем диффузия углерода, что задерживает скорость роста зародыша в процессе превращения аустенита. Схемы типичных случаев влияния легирующих элементов на кинетику превращения приведены на рис. 86 (для сравнения штриховой линией показана ветвь С-кривых, для нелегированной стали). Элементы Мп, Ni, Si, не образующие специальных карбидов (за исключением Мп), замедляют аустенитное превращение, не изменяя формы С-кривыХ [c.118]

Полный отжиг Нагрев доэвтектоидной стали до температуры выше критической точки Асу (ЛИНИЯ 05), выдержка и последующее медленное охлаждение (30—200°С/ в зависимости от состава стали) Создание мелкозернистости, понижение твердости и повышение вязкости (пластичности), снятие внутренних напряжений Образование аустенита с последующим распадом его на феррито-цементитную смесь Перлит и феррит [c.74]

При остывании легированной стали распад аустенита в зависимости от ее химического состава и скорости остывания может начаться при низких температурах (гораздо ниже, чем при его образовании при нагреве) с переходом аустенита в мартенсит, образование которого связано с резким увеличением объема. Так как в этом случае объемные деформации происходят при температурах, когда металл находится в упругом состоянии, то эти структурные превращения приводят к образованию остаточных напряжений. [c.211]

Образование аустенита в легированной стали [c.337]

Превращение при закалке. Критическая точка (начало образования аустенита) для стандартного состава стали РФ1 лежит при тем-. пературе около 800° С. При нагреве до 900° С в структуре ещё сохраняется а-фаза. Выше 900—950° С структура состоит из аустенита и карбидов. Повышение температуры ведёт к растворению карбидов (фиг. 69) и к росту зерна аустенита (фиг. 70, см. вклейку). [c.456]

Легирование стали N тормозит рост зерна при высоких температурах, однако без существенного увеличения ударной вязкости. N принято вводить в сталь в количестве 1/75-1/100 от содержания Сг, так как в этом случае зерно измельчается в литом состоянии за счет модифицирующего действия нитридов хрома. Ограничение роста зерна при высоких температурах в деформированной стали связано с образованием аустенита по границам зерен феррита. Для этого в сталь вводят 1-2 % Ni. N в системе Fe- r, подобно С, смещает границу у - фазы в сторону более высокого содержания Сг. Как N, так и С имеют малые атомные радиусы и образуют твердые растворы внедрения. Их растворимость в феррите ниже, чем в аустените, вследствие чего в высокохромистых сталях присутствуют, как правило, карбиды и нитриды Сг. Легирование стали Х28, содержащей N, 1,5 % Ni повышает ее прочность и особенно ударную вязкость, значения которой тем больше, чем значительнее суммарное содержание N и Ni. Однако высокая ударная вязкость сохраняется только при условии проведения предварительной закалки стали с относительно невысоких температур. В случае высокотемпературных закалки и отпуска (при 700 - 800 °С) ударная вязкость резко снижается. [c.19]

При многих видах термической обработки сталь нагревают до температур, соответствующих существованию аустенита (процесс аустенитизации). Образование аустенита при нагреве является диффузионным процессом и подчиняется основным положениям теории кристаллизации. [c.156]

Рис. 104. Диаграмма изотермического образования аустенита для стали с 0,8% С с исходной структурой пластинчатый перлит (а) и схемы превращения ферритно-карбидной структуры (перлита) в аустенит (б)

Для описания процесса перехода ферритно-цементитной структуры в аустенитную часто пользуются диаграммами изотермического образования аустенита, дающими представление о протекании превращения при различных температурах. Для построения диаграммы небольшие образцы из исследуемой стали, например эвтектоидной (0,8 % С), быстро нагревают до заданной температуры, лежащей выше точки и выдерживают при этой [c.158]

ТЕРМИЧЕСКАЯ И ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ I. Образование аустенита [c.119]

Нагрев ниже Ас не вызовет образования аустенита, и резкое охлаждение при таком нагреве не приведет к закалке. Сталь получится мягкой. Нагрев существенно выше А т вызовет растворение вторичного цементита, рост зерна и снижение твердости после закалки. Одновременно при слишком высоком нагреве будет получаться больше остаточного аустенита, что также приведет к снижению твердости. Поэтому для заэвтектоидной стали оптимальным является нагрев под закалку на 20—50° С выше А С]. [c.144]

Микроскопический метод. При исследовании изменения микроструктуры стали при образовании аустенита тонкий образец нагревается и при определенных температурах его структура фиксируется быстрым охлаждением и затем изучается под микроскопом. [c.177]

Дилатометрический метод. Образование аустенита при нагреве и превращение его при охлаждении связаны с изменением удельного объема, и, следовательно, можно судить о температуре начала и конца превращения аустенита стали и его кинетике. [c.178]

Электрометрический метод. Образование аустенита ведет к резкому возрастанию электросопротивления, и, наоборот, распад аустенита сильно понижает электросопротивление стали, поэтому по изменению электросопротивления при нагреве и охлаждении можно судить о температурах превращений. [c.179]

Скорость образования аустенита при заданной температуре нагрева стали зависит 1) от разности свободных энергий зарождающегося аустенита и исходной структуры стали 2) от скорости [c.181]

Для ускоренного образования аустенита желательно, чтобы в структуре стали было небольшое количество мелких выделений феррита, а перлит имел мелкое строение. [c.260]

Например, на обезуглероженной поверхности закаленной и отпущенной рессоры создается деформированный упрочненный слой (фиг. 177, а) на глубину 0,2—0,4 мм и даже несколько больше, что увеличивает твердость, сопротивление поверхностного слоя пластической деформации и разрушению в результате образования в кристаллических зернах множества дислокаций, блоков, искажения решетки и ряда структурных превращений. В случае наличия на поверхности стали остаточного аустенита происходит фазовое превращение и образование мартенсита (фиг. 177, б), что вызывает увеличение твердости и износостойкости. [c.295]

Как известно, первой операцией при осуществлении упрочняющей термической обработки железоуглеродистых сплавов является нагрев, обеспечивающий образование аустенита. От структуры аустенита во многом зависят конечные свойства изделий. Сейчас уже не вызывает сомнений корреляция между получающимися после термической обработки свойствами стали и состоянием аустенита, в частности размером его зерна, характером границ зерен, особенностями блочного строения, наличием в нем дисперсных частиц второй фазы, плотностью и распределением в нем дислокаций. В связи с этим возникает необходимость в изучении закономерностей, управляющих характером и кинетикой формирования у-фазы в различных условиях нагрева для структур разного типа. [c.3]

Основная особенность образования аустенита заключается в том, что из двухфазной смеси феррита (около 0,02 % С) и цементита (6,67 % С) при нагреве образуется одна фаза - аустенит со средним содержанием углерода в стали. Поэтому процесс перестройки решетки а-твердого раствора в решетку 7-фазы усложняется накладывающимися на него процессами диффузии. То, что диффузия играет большую роль при образовании аустенита, не вызывает сомнений. Дискуссия происходит вокруг вопроса о том, что осуществляется раньше аллотропическое превращение и затем диффузионное перераспределение углерода или же сначала перераспределение углерода в а-фазе, а потом перестройка решетки. [c.5]

По поводу низкой температуры образования аустенита по сравнению с температурой полиморфного превращения железа нужно отметить следующее. Как видно из диаграммы (см. рис. 1), температура начала а -> 7-перехода для феррита меняется в зависимости от содержания в нем угл ода. Для чистого (безуглеродистого) железа она соответствует 911°С, однако при добавлении углерода резко снижается. В связи с этим для сталей, в которых количество углерода меньше определяемого точкой Р, а 7-превращение в однофазном ферритном состоянии должно начинаться ниже 911°С (в соответствии с линией GF), хотя карбиды в данном случае в образовании аустенита не участвуют. Таким образом, для объяснения эффекта снижения температуры превращения феррита не требуется привлекать представлений об изменении температуры фазового перехода на границах разноименных фаз. Это обстоятельство ускользает от внимания исследователей, в то время как с его учетом появление аустенита в ферритной матрице при температурах ниже 911°С становится вполне объяснимым. [c.8]

Рис. 14. Образование аустенита при 750°С в порошке стали 20

В ряде работ [4 — 6, 12, 23 и др.] отмечалось, что в легированных сталях образование аустенита происходит медленнее, чем в углеродистых. В большинстве исследований для изучения этого вопроса использовались высокоуглеродистые стали, близкие по составу к эвтектоидным, или заэв-тектоидные со сфероидизированными карбидными частицами. При этом авторы исходили из модели зарождения аустенита на карбидных частицах в виде равномерной оболочки и сопоставляли экспериментальные данные о растворении цементита и росте центра 7-фазы с расчетными, выполненными в предположении, что скорость роста аустенитной оболочки вокруг карбидной частицы контролируется скоростью диффузии углерода в аустените. [c.18]

При скорости нагрева 60 - 100°С/мин для всех вариантов исходной структуры образование 7-фазы начинается в низкокремнистых участках матрицы, причем преимущественными местами зарождения аустенитных кристаллов являются стыки и границы зерен феррита, а не межфазные поверхности раздела феррит - графит, несмотря ка наличие в образцах серий Б и В мелких графитных включений, расположенных в обедненных кремнием областях (рис. 36). Поскольку эти включения обладают повышенной растворимостью и обеспечивают пересыщение углеродом прилегающих областей ферритной матрицы в соответствии с флуктуацион-ной теорией, следовало ожидать образования зародышей 7-фазы именно здесь. Тем не менее аустенит в первую очередь появляется в менее обогащенных углеродом областях ферритной матрицы, на границах зерен и субзерен. Эти данные свидетельствуют о том, что в чугуне, так же как и в стали, образование аустенита по границам зерен связано прежде всего с их неустойчивостью с термодинамической точки зрения. Концентрационные же изменения играют вторичную роль, хотя, несомненно, оказывают влияение на а - 7-пре-вращение. [c.77]

Для эвтектоидной нормализованной стали (точка Кюри 770 С) время, необходимое для окончания превращения, становится сравнимым с временем пребывания сталй в интервале 765—775° С при скорости нагрева 50—100° С/с. В этих условиях при непрерывном нагреве превра-ш,ение успевает завершиться к 775 С (табл. 7). Чем больше скорость нагрева, тем при относительно более высоких температурах завершается образование аусТенита, таким же образом влияет и огрубление исходной структуры. В эвтектоидной стали образование аустенита может завершиться при некотором содержании остаточного цементита. [c.607]

Некоторые легирующие элементы снижают точку мартенсит-ного превращения, и поэтому в некоторых легированных сталях, содержащих достаточное количество углерода и легирующих элементов, точка Л н расположена ниже 0°С и закалкой можно получить чистую аустенитную структуру (см. гл. XIV, п. 6). Из этого следует, что температура образования мартенсита зависит в основном от состава стали (состава аустенита). [c.263]

Рис. 8.4. Диаграмма образования аустенита в доэвтектоидной стали (И. Л. Миркин, Н. Е. Блантер)

Критические точки, соответствующие температурам превращения, указаны на диаграмме /li(727° ) точка Аз, понижающаяся с увеличением содержания углерода по линии GS и точка Лс , изменяющаяся по линии SE. Смещение критических точек относительно температур, соответствующих равновесному состоянию сплавов, происходящее вследствие теплового гистерезиса, в реальных условиях нагрева и охлаждения условно обозначакзт так A i, Асз — при нагреве, Аг- , Аг — при охлаждении. Для практики термической обработки стали изучение механизма и кинетики образования аустенита имеет большое значение, поскольку превращение аустенита при [c.112]

Низкое содержание никеля приводит к образованию аустенита, не устойчивого при низких температурах, и мар-тенситное превращение, вызывающее большие напряжения, может отрицательно сказаться на характеристиках разрушения. Проведенная Национальным Бюро Стандартов оценка характеристики разрушения основного материала и сварных стыковых соединений стали Fe—13Сг—19Мп является частью совместной советско-американской программы исследований материалов для криогенной техники. В данной работе приведены результаты испытаний вязкости разрушения и скорости роста трещины усталости (СРТУ). [c.220]

Изотер миче-ский отжиг Нагрев стали до температуры выше критической точки Ас- (линия 05 , выдержка, ускоренное охлаждение до температуры наименьшей устойчивости аустенита, выдержка при этой температуре для завершения перлитного превращения и охлаждение на воздухе Для улучшения обрабатываемости резанием легированной стали и сокращение длительности отжига. Устранение внутренних напряжений Образование аустенита с последующим изотермическим распадом его на феррито-карбидную смесь Пластинчатый пepлv т и фг-ррит [c.74]

Рис. 105. Диаграмма образования аустенита при непрерЫБНОхМ нагреве с различными скоростями (Ух < У2 < U3 < V4) стали с 0,8 % С

В доэвтектоидных сталях превращение аустенита начинается с образования феррита. Сталь концетрации К при температуре, соответствующей точке 2, начинает превращаться в феррит, который почти не растворяет углерода. При температуре точки в растворимость углерода в перлите определяет точка а. Остав- [c.86]

В Д0ЭВТ6КТ0ИДН0Й стали образованию перлита предшествует выпадение феррита. Величина инкубационного периода при подготовке выпадения феррита также определяется степенью переохлаждения. Зерна феррита, как правило, появляются по границам исходных зерен аустенита. На рис, 71 схематически показана диаграмма изотермического распада доэвтектоидной стали. С увеличением степени переохлаждения доля доэвтекто-идного феррита уменьшается. Количество перлита увеличивает- [c.130]

Кинетика и механизм образования аустенита из перлита. Образование аустенита из перлита в эвтектоидной стали или из перлита и феррита в доэвтектоидной, или из перлита и карбидов в заэвтек-тоидной является типичным кристаллизационным процессом, подчиняющимся основным законам кристаллизации. Основной движущей силой этого процесса является стремление стали снизить запас своей свободной энергии. [c.180]

В книге рассмотрены современные представления о фазовых и структурных превращениях при нагреве стали и чугуна. Проанализировано влияние исходного состояния и условий нагрева на кинетику и морфологию образования аустенита, его строение и свойства. Рассмотрен механизм а -> -превращения с общих пози-Щ1Й о возникновении метастабильных состояний, развития релаксащюнных явлений и вторичных процессов при фазовых переходах. Особое внимание уделено роли дефектов кристаллического строения в образовании аустенита и их влиянию на формирующуюся структуру, размер зерна и свойства металла после термической обработки. [c.2]

Бесспорным является то, что при нагреве стали с исходной ферритоперлитной структурой образование 7-фазы в первую очередь завершается в перлитных участках. Это обычно используется как одно из главных доказательств справедливости флуктуационной теории. Однако в некоторых исследованиях утверждается, что и в том случае, когда аустенит образуется внутри перлитного зерна, на месте зарождения 7-фазы всегда присутствует поверхность раздела феррита. Так, в работе [ 4] методами трансмиссионной электронной микроскопии бьшо установлено, что в стали со структурой пластинчатого перлита аустенит предпочтительно образуется на границах перлитных колоний, а не на поверхности раздела цементитных и ферритных пластин. В стали с зернистым цементитом аустенит зарождается у карбидной частицы только в том случае, если эта частица расположена на стыке ферритных зерен. К аналогичному выводу пришли и авторы работ [ 5, 6]. Было обнаружено, что в мелкозернистой стали со структурой сфероидизированного цементита образование аустенита ускоряется в 3 - 8 раз по сравнению с крупнозернистым состоянием при практически одинаковом размере карбидных частиц. При этом инкубационный период сокращается в 3 — 4 раза [ 6]. [c.6]

Известно также значительное количество работ, в которых были предприняты попытки прямого определения состава 7-фазы в момент ее формирования. Большинство измерений проведено в условиях скоростного нагрева, когда, как справедливо считали авторы, затруднены диффузионные процессы, что давало надежду зафиксировать раздельно эффект перестройки решетки и последующее растворение карбидной фазы и насыщение аустенита углеродом, если процесс образования аустенита действительно происходит в две стадии. Однако трактовка результатов этих работ затруднена значительным смещением в область более высоких температур регистрируемого начала а -> 7-превращения при скоростном нагреве. Так, в работе [ 13] о составе 7-фазы судили по температуре мартенситного превращения, которая, как известно, зависит от содержания в аустените углерода. Бьшо показано, что после скоростного нагрева до 850 - 870°С в сталях У8, У12, ШХ15 фиксируются две мартен-ситные точки одна в районе 500 — 600°С, что соответствует малоуглеродистому аустениту (0,1 - 0,2 % С), вторая около 300°С, что соответствует 7-фазе с содержанием углерода 0,6 — 0,7 %. Однако, поскольку температура образования малоуглеродистого аустенита в этой работе не зафиксирована, его можно рассматривать либо как метастабильное состояние, либо, как это делают авторы, объяснять его происхождение смещением температуры его образования до 850 - 870 С, при которой концентрация 0,1 — 0,2 % С соответствует линии GS равновесной диаграммы. [c.10]

Значительно более совершенная методика для изучения процессов образования аустенита бьша использована В.Н. Гридневым, В.Н. Мина-ковым и В.И. Трефиловым. Авторами был разработан скоростной метод высокотемпературной рентгеновской съемки, позволяющий регистрировать интерференционные максимумы за время около 10" с через каждые 3 10 с [3]. Пользуясь этой методикой, авторы проследили за изменением фазового состава и измерили периоды решеток а- и 7-фаз для сталей 30, 45 и У8 в процессе их быстрого нагрева (со скоростями до500 С/с). [c.11]

Следует отметить, что сопоставление состава аустенита, экспериментально определяемого при данной температуре, с концентрахщей, соответствующей линии GS равновесной диаграммы, в условиях скоростного нагрева нельзя считать правомерным. Дело в том, что диаграмма состояния характеризует состав сосуществующих при данной температуре фаз для их равновесного количества. При 780°С аустенит в стали 30 будет содержать 0,4 % С, если его количество, в соответствии с диаграммой, достигнет примерно 70 %. В условиях же скоростного нагрева при 780°С появляются, по словам авторов, первые признаки аустенита [3], что связано со смещением в область более высоких температур инструментального начала а -> 7-превращения. По данным В.Н. Гриднева, это должно отвечать примерно 10 % 7-фазы. Таким образом, в данном случае равновесная диаграмма состояния количественно не описывает процесс образования аустенита. При скоростном нагреве одновременно с A i повышается и температура окончания а -> 7-превращения, т.е. смещается вверх и линия GS. Это хорошо видно из рис. 2 при скоростном нагреве а-фаза исчезает при температуре выше 900°С, тогда как равновесное значение Асз для стали 30 800°С. Естественно, что сравнивать состав аустенита, возникшего в таких неравновесных условиях, когдаеговсего 10вместо 70 %, с концентрацией, соответствующей равновесному положению линии GS, нельзя. [c.12]

Сильное влияние на образование аустенита оказывает марганец [ 4, 6, 12, 24]. В работе [ 6] отмечалось, что уже при 0,5 % Мп наблюдаются значительные отличия между экспериментальной и рассчитанной скоростью аустенитного центра. Авторы [ 24] показали, что введение в звтек-тоидную сталь 1 % Мп вдвое увеличивает энергию активации процесса развития а -> 7-превращения. Это связывается с сегрегацией этого элемента на поверхности карбидных частиц, что изменяет условйя формирования зародыша 7-фазы. [c.19]

Рис. 5. Образование аустенита (светлые участки) в деформированных областях стали 15Х1М1Ф (вакуумное травление), X 340

Исследовались следующие варианты исходного состояния 1) закалка в воду от температуры 880°С 2) отпуск при температурах 200 и 400 С в течение 2 ч и при бОО С в течение 1 ч 3) отжиг на пластинчатый перлит (охлаждение с печью от 1250°С) 4) отжиг на зернистый перлит (пятикратная циклическая обработка вокруг A i с выдержкой при каждом цикле 15 мин) 5) деформация холодной прокаткой отожженных на пластинчатый перлит образцов на 15, 35 и 50 %. Наряду с компактными образцами изучалась кинетика образования аустенита в порошках, напиленных из закаленной стали. Как известно, напиливание обеспечивает чрезвычайно сильные деформации, и несовершенства, присутствующие в порошке, могут значительно отличаться от дефектов, вносимых при [c.38]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...