О механизме образования аустенита

Следует отметить, что вопрос о механизме образования аустенита при нагреве стали является одним из фундаментальных в теории фазовых превращений и, к сожалению, еще до конца нерешенным. Обсуждению этого вопроса посвящено большое число работ. Высказано несколько гипотез о механизме аустенитизации, но важнейшие аспекты этого структурного превращения все еще остаются неясными. [c.36]

Для изучения а - 7-превращения многие исследователи применяли термический, дилатометрический, магнитометрический методы. Эти методы эффективны при исследовании кинетики фазового перехода, однако они не могут ответить на вопрос о том, каким же образом происходит образование аустенита. Так, обнаруженное дилатометрическим и термическим анализом повышение критических точек при возрастании скорости нагрева используется для доказательства справедливости как диффузионного, гак и бездиффузионного механизма образования аустенита. Сторонники первого направления объясняют повышение температуры а 7-превращения тем, что при быстрых нагревах а-фаза не успевает насытиться углеродом до эвтектоидной концентрации, поэтому [c.8]

Можно полагать, что такой механизм образования аустенита справедлив и при малых скоростях нагрева ( 1 град мин). Однако поскольку в этом случае размер аустенитных участков значительно меньше, чем при нагреве со скоростью 100 град мин, образовавшийся аустенит успевает за короткое время (в течение нескольких минут) насытиться углеродом до равновесной концентрации, вследствие чего и не удается экспериментально обнаружить присутствие малоуглеродистой у-фазы. Оценка скорости диффузионного перемещения углерода в аустените при исследованных температурах свидетельствует о реальности такого предположения. [c.109]

Следует подчеркнуть, что широко распространенные представления, согласно которым 7-фаза сразу должна иметь равновесный состав, поскольку образование такого зародыша сопровождается наибольшим уменьшением свободной энергии системы, являются односторонними. Ошибочность мнений по этому вопросу объясняется тем, что диаграмма состояния, указывающая лишь равновесные концентрации сосуществующих фаз, произвольно привлекается к установлению механизма их образования. При этом не учитывается то обстоятельство, что термодинамические представления позволяют указать направление процессов, но не отвечают на вопрос о механизме перехода системы из одного состояния в другое. С.С. Штейнберг совершенно однозначно указывал, что механизм фазовых превращений не вытекает из диаграммы, а зависит от кинетических факторов, определяющих наиболее выгодные с энергетической точки зрения пути перехода системы в равновесное состояние. Фазовая же диаграмма показывает количество фаз и их состав, к которым стремится (подчеркнуто нами) та или иная система в условиях равновесия при данной температуре [16]. Правда, говоря об образовании аустенита, С.С. Штейнберг отмечал, что, вероятно, нельзя разделить во времени два процесса перестройку решетки и растворение углерода в 7-железе (именно в Fe-7, [ 16]). Он считал, что эти два процесса идут одновременно, и растворение карбидов не может отставать от а -> 7-перестройки решетки. Однако он нигде не отмечал необходимости для осуществления превращения таких огромных флуктуаций состава в а-фазе, как требует диффузионная теория. [c.13]

Появление в структуре видманштеттового феррита определяется малой удельной поверхностью границ зерен и повышенной химической однородностью аустенита при относительно низком содержании углерода. Рядом работ установлено, что механизм образования такого феррита совпадает с механизмом образования мартенсита, о чем свидетельствуют появление характерного микрорельефа на поверхности шлифа и рост кристаллов в пределах одного зерна аустенита. [c.78]

Для стали 30 при 800°С в этой работе бьш зафиксирован аустенит с периодом 03647 нм, что соответствует содержанию углерода около 0,5 %. Авторы, считая, >гго эта концентрация близка к определяемой по диаграмме Fe- для данной температуры, пришли к выводу о реализации в любых условиях нагрева диффузионного механизма, приводящего к образованию стабильного аустенита, и о применимости для описания фазового превращения равновесной диаграммы даже при нагреве со скоростью 500 - 600°С/с [ 3]. [c.11]

Возникновение поверхностного микрорельефа при образовании видманштеттового феррита служит в этом случае доказательством мартенситного механизма перестройки кристаллической решетки [1, 2, 7, 10] и позволяет рассматривать видманштеттовый феррит, бейнит и мартенсит как родственные продукты превращения аустенита. Данные о скорости продольного роста игольчатых кристаллитов видманштеттового феррита в углеродистых сталях приведены в ряде работ 12, 6, 11, 15]. [c.70]

Представленные ранее структурные исследования а у превращения в деформированном сплаве Н32 свидетельствуют о том, что деформация несколько изменяет структурный механизм этого превращения, сдвигая область появления глобулярного аустенита к более низким температурам, но сама последовательность структурных изменений в основном сохраняется. В деформированном и недеформированном сплавах превращение начинается с образования дисперсной пластинчатой у-фазы, и по дилатометрическим кривым, полученным при нагреве деформированного образца, можно судить, в частности, о характере формоизменения при образовании дисперсных у-пластин. [c.121]

Типичная структура закаленной стали — мартенсит и остаточный аустенит, которые являются неравновесными фазами. Переход стали в более устойчивое состояние должен сопровождаться распадом мартенсита и о статочного аустенита с образованием структуры, состоящей из феррита и цементита. Распад этих фаз идет по диффузионному. механизму, и поэтому скорость процесса в основном обусловлена температурой нагрева. Из указанных фаз при нагреве в первую очередь начинает распадаться мартенсит. [c.210]

Плавное изменение скорости охлаждения приводит к постепенному утонению (или огрублению) эвтектической структуры. Механизм таких структурных изменений выяснен в опытах с применением резкого увеличения скорости охлаждения затвердевающего чугуна. В этом случае вокруг растущей колонии образуется ледебурит более тонкого строения (рис. 37, а). Обычно это связывают с ускорением образования зародышей в сильно переохлажденной жидкости. В действительности же (рис. 37, б) происходит изменение разветвленности фаз в колонии, о чем свидетельствуют сечения ее плоскостью (100). В условиях скачкообразно увеличивающегося переохлаждения диффузионные потоки не успевают осуществить перенос атомов на прежние расстояния. Поэтому уже в первый момент дальнейшего продвижения двухфазного фронта с прежней дифференцировкой в жидкости перед аустенитными участками накапливаются атомы углерода. Это приводит к росту вдоль этих участков цементитных ответвлений. Вдоль цементитных участков растут ответвления аустенита (рис. 38, а, б). Поскольку разветвленность фаз при ускорении охлаждения увеличивается, то, прорастая одна в другой, они образуют [c.78]

В механизме ножевой коррозии играют роль и большие напряжения, прежде всего на границах между аустенитом и ферритом, которые одновременно с изменениями в химическом составе делают структуру очень чувствительной к местной коррозии, особенно у сталей, стабилизированных титаном. О наличии значительных внутренних напряжений свидетельствует и первая стадия образования вторичного аустенита, которая может рассматриваться как бездиффузионное превращение, подобное мартенситному [52]. [c.139]

Авторы, придерживающиеся концепции о бездиффузионном характере а - 7-превращения, тот же эффект повьшхения критической точки объясняют смещением не самой температуры начала превращения, а температуры максимальной скорости его развития, поскольку именно этот момент и фиксируется на термических кривых в виде площадки . Что же касается температуры начала а 7-превращения, то, признавая бездиффузионный механизм образования аустенита, эти авторы считают температуру его начала практически не зависящей от скорости нагрева, что было подтверждено металлографическими исследованиями в работах А. П. Гуляева и В. М. Залкина. [c.9]

С позиций единого механизма а -> 7-превращения можно объяснить и особенности структурной перекристаллизации. Как было показано в гл. V, характер структурной перекристаллизации сильно зависит от условий нагрева и исходного состояния стали. В одних случаях наблюдается протекание а 7-превращения с соблюдением строгих кристаллогеометрических соотношений между превращающимися фазами, что приводит к восстановлению зерна, в других же процесс внешне выглядит как безориентационный и завершается измельчением структуры. Это привело к тому, что возникло мнение о существовании различных, часто конкурирующих между собой механизмов образования аустенита [ 1, [c.120]

По вопросу о механизме образования о фазы в литературе нет единого мнения Предполагается, что б феррит может распадаться при изотермической выдержке с образованием вторичного аустенита и о фазы (К Куо) По экспериментальным данным, при распаде феррита ведущей фазой является о фаза, рост частиц которой приводит к обеднению феррита хромом и б—"у-превращению (О А Банных) Образование о фазы в чисто аустенитных сталях объясняют выделением из аустенита карбидных фаз типа МегзСб, которые могут превращаться в а фазу, или возможностью непосредственного образования этой фазы из аустенита (Л Сингхал, Дж Мартин) [c.275]

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]

В предлагаемой вниманию читателя книге вделана попыжа обобщить экспериментальные данные о влиянии исходного состояния и условий нагрева на кинетику и морфологию образования аустенита в железоуглеродистых сплавах и на этом основании с единых позиций рассмотреть механизм а - 7-превращения и закономерности, обусловливающие проявления структурной наследственности. [c.4]

Для решения вопроса о механизме а -> 7-превращения необходимо прямое определение состава первых порций аустенита, возникших вблизи A i- Если справедлив диффузионный механизм, то независимо от содержания углерода в стали его количество в первых участках 7-фазы должно быть близким к 0,8 %. Если же концентрация углерода в возникшем зародыше аустенита меньше указанной, это должно свидетельствовать о возможности образования метастабильной 7-фазы и о неоп-равданности флуктуационных представлений, во всяком случае в их современном виде. Рассмотрим накопленные к настоящему времени экспериментальные данные о составе аустенита на начальных стадиях а->7-1 евращения. [c.9]

Применение уравнения (16) к анализу процессов распада и образования аустенита в звтектоидных сталях показало удовлетворительное совпадение вычисленных и экспериментальных кривых. В работе [ 89] уравнение того же типа было использовано для описания кинетики мартенситного превращения. Это дает основание считать его достаточно общим, причем часто на основании величины и делаются выводы о механизме превращения [17]. [c.67]

При ТМО образование текстуры зависит от двух процессов — формирования ее прн высокотемпературной деформации и наследственной передачи в процессе полиморфного превращения. Данные работ [14, 88] доказывают, что упорядоченная кристаллографическая перестройка не разрушает текстуру, образовавшуюся при высокотемпературной деформации. При ВТМО стали 4340 были определены возможные ориентации мартенсита исходя из предположений о преимущественной ориентации аустенита и его переходе в мартенсит по механизму Курдюмова — Закса и Нишиямы. Сопоставление возмо кных расчетных текстур с действительными показало наличие в стали после ВТМО с деформацией прокаткой преимущественной ориентации (112) [111] с малыми компонентами (ПО) [112]. Автором кристаллографическая текстура деформации определялась на трубчатых образцах из стали ЗОХГСА, подвергнутых ВТМО деформацией обкаткой роликами с винтовым протягиванием. [c.69]

Важным этапом в развитии исследований закалки стали было изучение характера кривых охлаждения [1] и установление (в конце первого двадцатилетия) того факта, что-мартенситное превращение протекает при температурах значительно ниже эвтектоидной точки. Результаты рентгенографических исследований кристаллической структуры мартенсита [2, 31 утвердили в двадцатых годах представление о мартенсите, как о перс-сыщенном твердом растворе углерода в а-железе. Было показано, что процесс превращения аустенита в мартенсит происходит без распада твердого раствора и заключается лишь в изменении решетки твердого раствора [4]. В эти же годы была установлена большая роль напряжений в протекании превращения аустенита в мартенсит и обнаружена аналогия в характере образования кристаллов мартенсита и деформационных двойников [5—7]. Обнаружение и определение закономерной ориентировки решетки мартенсита по отношению к решетке исходного аустенита [8, 9] создали основу для развития кристаллографии закалки стали и предсгавлений о механизме перестройки атомов в процессе перехода аустенита в мартенсит. Микрокинематографическое исследование, проведенное в начале тридцатых годов [10, 11), подтвердило представление об аналогии между процессом образования кристаллов мартенсита и процессом образования двойников. Время образования крисгаллов мартенсита оказалось меньше сотых долей секунды, дальнейший рост кристаллов не наблюдался. [c.670]

Несмотря на большое число исследований, посвященных изучению фазовых переходов в сталях при нагреве, все еще отсутствует единая теория, объясняющая механизм образования аусте-нита, что свидетельствует о сложности данного явления. М. Е. Блантер, И. Н. Кидин, И. Л. Миркин, С. С. Штейнберг полагают, что первые зародыши аустенита с концентрацией углерода, соответствующей его содержанию в стали, образуются при температуре, соответствующей критической точке Асх в участках концентрационных флуктуаций по углероду. Подобная флуктуация в необходимом критическом объеме, по мнению этих исследователей, имеет место только на границе раздела феррит—цементит, где образовавшийся зародыш аустенитного зерна закрепляется вследствие растворения цементита и диффузии углерода. [c.73]

Опубликованные в литературе данные о механизме и кинетике образования аустенита относятся главным образом к условиям термообработки, когда максимальная температура нагрева не превышает 950 С, а скорости нагрева находятся в интервале 0,052 (нагрев стали толщиной 200 мм) — 0,4 °С/с (нагрев стали толщиной 40 мм). Скорости нагрева при сварке сталей указанных толщин составляют 7,5 (двухпроходная ЭШС с РТЦ стали толщиной 200 мм) и 30 °С/с (ЭШС с ГПМ стали толщиной 40 мм). При дуговой сварке под флюсом интенсивность нагрева металла в ЗТВ сварных соединений достигает сотен градусов в секунду. В связи с этим необходимо проводить соответствующие исследования с целью определения кинетических параметров в условиях быстро изменяющихся температур, характерных для соответствую- [c.75]

В литературе [136] имеются данные о существенной роли структурно-фазовых превращений переохлажденного аустенита и перераспределения водорода при у а переходе на возникновение флокенов в стали. Процесс фазового у а превращения при избыточном содержании водорода протекает скачкообразно по бейнитному или мартен-ситному механизму, что обусловливает резкое локальное увеличение концентрации водорода на границе а-и у- фаз и вызывает возникновение микротрещин. Последующий сток избыточного водорода в полости возникающих микротрещин приводит к их подрастанию до макроразмеров, т.е. к образованию флокенов. [c.218]

Перераспределение никеля между мартенситом и остаточным аустенитом, проходящее ниже Ад, должно приводить к появлению по краям мартенситных кристаллов обедненного никелем граничного а -слоя, более стабильного по отношению к. а- у превращению, чем остальной мартенсит. Образование при медленном нагреве подобного малоникелевого "буферного" слоя исключает контакт вновь образующейся у-фазы с остаточным аустенитом. Гипотетическое пред ставление о буферном слое может объяснить тот факт, что мартен-ситное превращение при медленном нагреве осуществляется не механизмом восстановления исходной ориентации у-фазы на остаточном аустените, как на подкладке, а развивается путем размножения ориентировок, разрешенных мартенситным ориентационным соотношением. [c.135]

При другом, морфологически о-рличающемся механизме обратного фазового превращения зарождение аустенита происходит внутри мартенситных кристаллов на границах двойников, закрепленных карбидами (рис. 8.4), вначале в области мидриба и затем по всему объему мартенсита. При повышении температуры наблюдается рост участков аустенита обратного превращения, который ограничивается границами двойников и также при дальнейшем нагреве столкновением соседних областей аустенита. Возникшие в мартенсите участки аустенита обратного превращения имеют как ориентацию исходного аустенита, так и другие ориентации. При последующем нагреве примерно в середине интервала обратного а-у фазового превращения, когда структура представляет смесь субмикронных областей аустенита различных ориентаций, выделений карбида и участков непревращен-ного мартенсита, изредка можно наблюдать образование укрупненных участков аустенита, которые, разрастаясь, "поедают" как области мартенсита, так и мелкие области аустенита об >атного превращения. [c.235]

При исследовании влияния перегрева чугуна на характер эвтектической кристаллизации установлено 12, 3), что переход от сотовой структуры к пластиночной связан с увеличением переохлаждения расплава. Называя обе структурные разновидности ледебуритом, Е. Шайль все же выдвинул предположение о различных механизмах их формирования. Согласно работе [31, пластиночная эвтектика является продуктом раздельной кристаллизации фаз вначале в жидкости растут пластинки цементита (первичного — по терминологии Е. Шайля), затем в промежутках между ними кристаллизуется твердый раствор. В дальнейшем в работе [4 ] структурное разделение аустенито-цементитной эвтектики было закреплено термином и была предпринята попытка оценить влияние условий кристаллизации и содержания примесей на склонность к образованию пластиночной эвтектической структуры в белом чугуне. [c.6]

Для промежуточного превращения, в результате которого образуется бейнит, характерны признаки как мартенситного, так и перлитного превращения. Бейнитному превращению предшествуют диффузионное перераспределение углерода в аустените. Это подтверждается увеличением периода кристаллической решетки непревратившейся еще части аустенита. Последующее уменьшение периода кристаллической решетки свидетельствует о выводе углерода из твердого раствора в карбидную фазу и способствует реализации сдвигового (мартенситного) механизма превращения [35]. Скорость продвижения межфазной границы феррит—аустенит, а следовательно, и скорость роста бейнита определяются при этом скоростью диффузии углерода. Подтверждением реализации мартенситного механизма превращения является образование микрорельефа на поверхности шлифа. [c.83]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...