Превращения в стали при равновесном нагреве и охлаждении

Превращения в стали при равновесном нагреве и охлаждении [c.99]

Содержащийся в пламени водород может растворяться в расплавленном металле сварочной ванны. При кристаллизации металла часть не успевшего выделиться водорода может образовать поры. Азот, попадающий в расплавленный металл из воздуха образует в нем нитриды. Структурные превращения в металле шва и околошовной зоне при газовой сварке имеют такой же характер, как и при других способах сварки плавлением (см. п. 6.2). Однако вследствие медленного нагрева и охлаждения металл щва имеет более крупнокристаллическую структуру с равновесными неправильной формы зернами. В нем при сварке сталей с содержанием 0,15. .. 0,3 углерода при быстром охлаждении может образовываться видманштеттовая структура. Чем выше скорость охлаждения металла, тем мельче в нем зерно и тем выше механические свойства металла шва. Поэтому сварку следует производить с максимально возможной скоростью. [c.85]

Отжиг, заключающийся в нагреве стали выше критической точки Лсз (полный отжиг) или Лс, (неполный отжиг), в выдержке при этой температуре в течение времени, достаточного для завершения структурных превращений в стали, и в последующем медленном охлаждении. В результате отжига сталь приобретает равновесное состояние и в зависимости от содержания в ней углерода имеет структуру феррит + перлит, перлит или перлит + цементит. [c.146]

Отжиг — процесс термической обработки, при котором нагревом до или выше температуры в интервале превращений, продолжительной выдержкой при этой температуре и последующим медленным охлаждением с заданной скоростью достигается устойчивая (равновесная) структура стали с повышенной пластичностью, вязкостью и без внутренних напряжений. На практике применяются различные виды отжига. [c.61]

В случае закалки с полиморфным превращением аналогично старению при нагреве (отпуске) закаленный сплав стремится к равновесному состоянию, что позволяет понизить напряжения и твердость, повысить пластичность. Отпуск включает нагрев закаленного сплава до температур не выше критических, выдержку и охлаждение с заданной скоростью. Различают низкий отпуск (150...200 °С см. рис. 4.6, б, (5), средний (300...400 С, см. рис. 4.6, б, 7) и высокий отпуск ( 500...600 С, см. рис. 4.6,.6, S) стали. [c.489]

Физико-химические процессы в следе достаточно сложны, но в двух предельных случаях — равновесного и замороженного потоков — возможны значительные упрощения. В термодинамически и химически равновесном потоке газа скорости термодинамических и химических процессов гораздо больше скоростей конвекции и диффузии, а в термодинамически и химически замороженном потоке газа соотношение между скоростями противоположное. В химически замороженном потоке всеми химическими эффектами можно пренебречь вследствие быстрого и значительного расширения газа, поскольку состав газа остается постоянным, или замороженным, при той степени диссоциации, которая соответствует точке, где ее изменение стало пренебрежимо малым. Динамические-изменения в газе протекают гораздо быстрее по сравнению с химическими превращениями, следовательно последние не могут существенно повлиять на состав газа, и смесь движется без изменений массовых концентраций компонентов. Если термодинамические процессы аналогичным образом связаны с динамическими изменениями в газе, то скорости термодинамических процессов, как и химических, равны нулю и поток становится обратимым. При больших скоростях и высотах след, возможно, является замороженным и ламинарным, но он становится турбулентным перед размораживанием . На высотах более 30 км замороженный след очень быстро теряет тепловую энергию и атомы диссоциированного газа начинают рекомбинировать. В процессе рекомбинации выделяется энергия и ядро следа нагревается, но теплопроводность в радиальном направлении вызывает его охлаждение. Так как в замороженном потоке на высоте более 30 км теряется больше тепла, чем выделяется в процессе рекомбинации, то тем- [c.127]

Закалка заключается в нагреве стали на 30—50° С выше температур фазовых превращений, выдержке при этой температуре и последующем быстром охлаждении. Температура нагрева зависит от содержания в стали углерода (рис. 49). Вследствие высокой скорости охлаждения сталь приобретает структуры, отличные от равновесных, соответствующих диаграмме состояния системы железо — углерод. Полученные при быстром охлаждении стали структуры называют метастабильными. [c.117]

Особенностью второй группы операций является наличие в сплавах фазовых превращений в твердом состоянии. К этой группе относят полный и неполный отжиги стали, а также нормализацию. В отличие от отжига первого рода такой отжиг называют отжигом второго рода. При отжиге второго рода сталь нагревают выше температур фазовых превращений в твердом состоянии. Охлаждение производят медленно, чтобы успели закончиться фазовые превращения. После отжига сталь имеет устойчивую (равновесную) структуру, обусловливающую высокую пластичность и вязкость и малую твердость и прочность. [c.111]

Структурные изменения в зоне термического влияния углеродистых и низколегированных сталей. При нагреве стали выше температуры Асз и последующем охлаждении характер образующихся структур определяется степенью переохлаждения аустенита. При небольшом переохлаждении (когда распад аустенита наблюдается вблизи температуры А ) продуктом распада будет достаточно равновесная структура — перлит. С увеличением степени переохлаждения может образовываться сорбит, далее — троостит, и, наконец, в результате бездиффузионного превращения образуется мартенсит. Таким образом, структура зоны влияния для данной стали зависит от [c.154]

Отпуск закаленных деталей. Отпуск является обязательной операцией после закалки с полиморфным превращением. Он состоит в нагреве закаленной стали до температуры A i, вьщержке и последующем охлаждении, как правило, на воздухе. Цель отпуска заключается в переводе неравновесной структуры закаленного состояния в более равновесное. При отпуске происходит последовательный переход мартенсита в мартенсит отпуска, затем в троостит, сорбит и перлит. Если в структуре после закалки кроме мартенсита присутствует остаточный аустенит, то при отпуске он будет переходить в мартенсит, а далее превращения идут по выше приведенной схеме. [c.629]

Индукционная обработка стальных и чугунных деталей машин и оборудования является одним из базовых направлений в машиностроении. В ней различают традиционную индукционную обработку, когда характерный уровень удельных поверхностных мощностей составляет до 10 Вт/м , и высокоэнергетическую (импульсную) обработку при удельных мощностям 10 +10 Вт/м . В первом случае динамика нагрева и охлаждения детали такова, что фазовоструктурный состав детали определяется температурой и диаграммами состояния сплавов . Во втором случае, когда скорости процессов нагрева и охлаждения в слое металла становятся сравнимыми со скоростями диффузионного массопереноса и фазообразования, равновесный пбдход к анализу развития процессов в слое становится неприменимым. Так, при нагреве слоя стали за время т < 0,1 с оно становится сравнимым со временем превращения перлита в аустенит. Это приводит к необходимости существенного перегрева слоя по сравнению с равновесной температурой Ас для данной стали. При скоростях нагрева и охлаждения V > 10 К/с происходит смещение температурных интервалов начала и конца образования мартенсита (М -Мк), возникают метастабильные фазы и др. Эти процессы лежат в основе быстро развивающейся в настоящее время высокоэнергетической индукционной обработки деталей с применением непрерывных и импульсных мощных высокочастотных полей (ВИЗ - высокочастотная импульсная закалка). [c.489]

На рис. 5.5 представлены схемы выполнения сварки по суперпроходам, принятые при расчете ОСН. Последовательность наложения суперпроходов соответствовала последовательности выполнения проходов в реальном процессе сварки. Основной металл (перлитная сталь 12НЗМД) и аустенитный сварочный материал принимались для всех анализируемых соединений одинаковыми. Теплофизические свойства — теплопроводность X и объемная теплоемкость су — принимались независимыми от температуры, равными Я = 32,3 Вт/(м-град), су = 3,8-10 Дж/(м -град) для основного металла и i = 14,7 Вт/(м-град), су = 4,6- 10 Дж/(м -град) для аустенитного металла шва. Используемые при решении термодеформационной задачи зависимости температурной деформации е , модуля упругости Е (одинаковая зависимость для основного металла и металла шва) и предела текучести ат приведены соответственно на рис. 5.6. и 5.7. Так как аустенит не претерпевает структурных превращений, для него зависимости От и е от температуры на стадии нагрева и охлаждения одинаковые. Основной металл претерпевает структурные превращения, и, так как сварочный термический цикл далек от равновесного (большие скорости нагрева и охлаждения), температурный интервал Fe — Fev-превращения от T l до Ти (см. рис. 5.6) при нагреве не совпадает с интервалом [c.282]

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]

Эти общие положения хорошо подтверждаются экспериментально. Наглядное представление о смещении Ас в сталях с различным исходным состоянием дают металлографические исследования. Закаленный, отожженный и деформированный на 50 % холодной прокаткой образцы стали 20 нагревались в совершенно идентичных условиях (одновременно) до различных температур от 725°С (равновесная точка i) и ниже через каждые 10° и после 10-мин вьщержки охлаждались. Средняя скорость нагрева составляла 250 - 300°С/мин. Для облегчения идентификации исходной и вновь сформировавшейся при нагреве структур для разных состояний применялись различные условия охлаждения. Образцы с ферритоперлитной структурой после нагрева до соответствующей температуры подвергались закалке, в результате которой образовавшиеся участки аустенита превращались в мартенсит, легко обнаруживаемый в исходной матрице. Предварительно закаленная сталь охлаждалась на воздухе. При этом аустенит распадался на феррито-кар-бидную смесь, которая выглядела темными участками на фоне исходной структуры и тоже легко идентифицировалась. Количественные определения степени развития а 7-превращения осуществлялись на основании статистических подсчетов. [c.47]

Указанные причины создают условия для бездиффузионного образования аустенита в приграничном феррите под воздействием более низкой температуры, чем 910 °С. Аустенит, возникающий по бездиффузионному механизму, первоначально неустойчив. Однако в силу большой растворимости углерода в нем происходит насыщение аустенита углеродом и стабилизация кристаллической структуры. Итак, при ускоренном нагреве конструкционной стали до температуры выше точки Ас образуется больше, чем обычно, мелкозернистого аустенита. Процесс обратного структурного превращения при охлаждении от указанного нагрева идет неидентично тому, который происходит при охлаждении после выдержки при данной температуре или медленного нагрева. Отличие состоит в том, что зерна аустенита имеют, во-первых, больший объем, чем в равновесном состоянии при Ас[, и, следовательно, меньшую удельную концентрацию углерода во-вторых, аустенит мелкозернистый в-третьих, в приграничных с ферритом областях аустенит содержит больше углерода (результат термодиффузии и диффузии при распространении а упре-вращения феррита) и поэтому там он более устойчив. [c.37]

При отжиге после нагрева и выдержки для завершения превращения сталь медленно охлаждают вместе с печью или постепенно снижают температуру печи. Если печь с газовым или мазутным отоплением, то постепенно уменьшают подачу топлива. Если печь с электрическим нагревателем сопротивления, то постепенно уменьшают напряжение, подаваемое на нагревательные элементы. При медленном охлаждении из аустенита образуются равновесные структуры. В доэвтектоидной стали получается ферритоперлитная структура, в эвтектоидной — перлитная и в заэвтектоидной — перлито-цементитная. Полный отжиг обеспечивает устранение остаточных напряжений в стали. Структура получается мелкозернистой. [c.138]

Отжигом называют процесс термической обработки, состоящий из нагрева стали до заданной температуры, выдержки при этой температуре и последующего медленного охлаждения. Для холоднодгформированных сталей применяют отжиг 1-го рода — рекристаллизационный отжиг, температура нагрева при котором находится ниже точки А,. При таком отжиге фазовых превращений не происходит. Целью отжига является перевод стали в более устойчивое состояние, возврат исходных свойств стали. Отжиг 2-го рода — перекристаллизационный, при котором нагрев происходит на 30—50° выше А с, (полный отжиг) с последующим медленным охлаждением. В результате отжига снимаются внутренние напряжения, получается равновесная структура, снижается твердость и повышаются пластичность и вязкость. [c.14]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...