Превращения, происходящие в стали при нагреве и охлаждении

Для правильного проведения термической обработки метал-лов и сплавов необходимо хорошо представлять, какие превращения происходят в них, как влияют на эти превращения скорость нагрева, максимальная температура и время выдержки при нагреве и скорость охлаждения. Поэтому сначала подробно рассмотрим основные превращения, происходящие в стали при нагреве и охлаждении, и уже потом перейдем к конкретным режимам термической обработки. [c.119]

ПРЕВРАЩЕНИЯ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В СТАЛИ ПРИ НАГРЕВЕ И ОХЛАЖДЕНИИ [c.184]

При сварке или наплавке околошовная зона имеет участки, нагреваемые выше точек Ас, и Асч начала и конца образования аустенита. Эти превращения, сопровождающиеся изменение . объема, характерны для всех марок стали. Однако изменение объема у малоуглеродистой стали всегда происходит при температурах выше 600°, когда сталь находится в пластическом состоянии, и предел упругости ее близок нулю. Поэтому происходящие объемные изменения не сопровождаются образованием напряжений в металле. Зависимость объемных изменений в стали при нагреве и охлаждении от температуры показана на фиг. 109. [c.209]

Восстановительная термообработка позволяет регенерировать структуру и свойства долго работавшего металла, когда металл не может обеспечить дальнейшую надежную эксплуатацию. Этот метод можно применять для регенерации структуры и свойств металла элементов котлов, которые эксплуатировались при температурах выше расчетных и выработали досрочно ресурс. На основании общих представлений о превращениях, происходящих в перлитных сталях при нагреве и охлаждении, следует ожидать, что перевод легирующих элементов из карбидов обратно в твердый раствор и получение оптимальной структуры возможны при нагреве до температуры выше точки Лсз, выдержке при этой температуре, охлаждении с заданной скоростью и, если будет необходимость в этом, и при последующе.м отпуске. Последняя операция необходима не для всех перлитных сталей. Однако достаточно полных исследований механизма фазовых превращений в долго работавшем металле до настоящего времени проведено не было. [c.289]

Термическая обработка стали является наиболее характерным и хорошо изученным процессом, базирующимся на наличии в ней аллотропических превращений, происходящих при нагреве и охлаждении в области определенных критических температур. Управляемые структурно-фазовые процессы в стали, которые обеспечивают получение требуемой фазовой и дислокационной структуры, происходят вследствие наличия аллотропии. Рассмотрим важнейшие из этих процессов. [c.99]

В изучении строения стали и чугуна и процессов, происходящих в них при нагреве, охлаждении и при разных методах обработки (литье, ковка, штамповка, сварка), отечественной науке принадлежит первое и самое почетное место. Благодаря открытиям гениального русского ученого Д. К. Чернова, создавшего науку—металловедение, производство стали, чугуна и их термическая обработка получили прочную научную основу. Д. К. Чернову принадлежит честь открытия превращений в стали в твердом состоянии и знаменитых точек Чернова, которые мы теперь называем критическими точками. [c.142]

Явления, вызывающие макронапряжения, иные. Они связаны с неравномерностью или неодновременностью объемных изменений в стали. Объемные изменения, происходящие при термической обработке и сварке, связаны с термическим расширением стали при нагреве и с термическим сжатием при охлаждении. Другой причиной объемных изменений является изменение объема, сопровождающее структурные превращения в стали. Так, [c.157]

Образование карбидов хрома, обусловленное фазовыми превращениями, происходящими при нагреве или охлаждении стали, протекает на границах зерен. Это приводит к обеднению пограничных зон хромом до такого содержания, при котором теряется присущая стали коррозионная стойкость и агрессивная среда начинает проникать в глубь металла, в результате чего возникает межкристаллитная коррозия > . [c.21]

Метод амперметра—вольтметра обладает тем преимуществом, что он весьма прост в выполнении. Кроме того, при измерениях по этому методу можно применять зеркальные электроизмерительные приборы и проводить непрерывную оптическую запись показаний приборов на светочувствительной бумаге, намотанной на барабан. Это позволяет наблюдать изменения, происходящие в сплаве непосредственно в процессе термической обработки — при нагреве или охлаждении. Метод амперметра—вольтметра с непрерывной записью применяют при изучении превращений в стали, происходящих при изотермическом распаде аустенита, отпуске мартенсита и др. [c.122]

Значительную роль в образовании напряжений в металле играют структурные превращения, происходящие при нагреве и затем при остывании металла шва и околошовной зоны. Эти превращения у низкоуглеродистой стали происходят при температуре выше 600 °С, т. е. выше температуры предела упругости. Вследствие этого они не сопровождаются образованием напряжений, так как металл находится в пластическом состоянии и при изменении объема пластически деформируется. Возникновение напряжений при охлаждении наблюдается у легированных закаливающихся сталей, ввиду того что распад аустенита с образованием закалочных структур (мартенсита) у них происходит при более низких температурах (200— 350 С), когда металл находится в упругом состоянии. Превращение в мартенсит сопровождается увеличением объема прилегающий к нему металл будет испытывать растягивающие напряжения, а участки со структурой мартенсита — сжимающие. Если сталь недостаточно пластична, в приграничных между этими участками районах могут образовываться трещины, и для предупреждения их появления потребуются дополнительные технологические меры. [c.192]

Дилатометрический анализ применяют в основном для определения критических температур фазовых и структурных превращений, происходящих в металлах и сплавах в твердом состоянии. Этот метод основан на изменении длины образца, вызванном объемными изменениями в металлах и сплавах при их нагреве и охлаждении. При испытании регистрируется длина образца и температура. В результате дилатометрического анализа получают кривую удлинение образца — температура резкие перегибы на кривой соответствуют температурам, при которых происходят фазовые и структурные превращения. Дилатометрический анализ производят на специальных приборах, называемых дилатометрами. Этот метод наиболее целесообразно применять для определения критических температур в металлах и сплавах, превращения в которых сопровождаются значительными объемными изменениями, например, в стали. [c.24]

Исследование проводили на образцах в исходном состоянии и после нагрева их до температуры 650°С с немедленным охлаждением в воде до достижения указанной температ фы (без вьщержки). Нагрев до 650°С осуществлялся со скоростями 700 С/мин - ускоренный нагрев и 1°С/ /мин - медленный нагрев. Исследование образцов после нагрева до 650°С позволяет качественно судить о качественных изменениях, происходящих в структуре металла при нагреве с разной скоростью в субкритической области, и оценить, в каком состоянии находится сталь с той или иной исходной структурой непосредственно перед началом а - 7-превращения. [c.42]

Механизм возникновения структурных напряжений можно представить следующим образом. Околошовная зона подвергается нагреву до температур, превышающих A i и A g . В интервале этих температур имеет место аустенитное превращение, связанное с уменьшением удельного объема (рис. 141, кривая /). Низкоуглеродистые стали при этих температурах пластичны, и происходящие объемные изменения не сопровождаются образованием напряжений в металле. При охлаждении распад аустенита у низкоуглеродистых сталей происходит примерно в том же интервале температур, вследствие чего и это фазовое превращение не вызывает возникновения внутренних напряжений (рис. 141, Кривая 2). [c.354]

Для ознакомления с охлаждением доэвтектоидной стали возьмем, например, сталь с 0,3 % С. Точки й (см. рис. 53) и отвечают происходящим превращениям, которые аналогичны превращениям эвтектоидной стали, отмеченным точками а и Ь. Точка на линии 008 отвечает началу вторичной кристаллизации стали, аллотропическому переходу у-железа в а-железо и выделению феррита. Температуру превращения по линии 008 в условиях равновесия для краткости обозначают (в условиях нагрева Ас , в условиях охлаждения Агд, см. рис. 9). Точка показывает, что при температуре 768 °С происходит магнитное превращение выпавших кристаллов феррита, т. е. немагнитный феррит становится магнитным. Критическую температуру превращения сплавов по линии МО обозначают А2. [c.76]

Термическая обработка характеризуется температурой нагрева /maxi временем выдержки т, скоростями нагрева и охлаждения uojij,. Термическая обработка основана на превращениях, происходящих в стали в твердом состоянии при изменении температуры (при нагревании и охлаждении), т. е. на фазовых превращениях при неравновесных условиях. [c.89]

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]

Для всех остальных железоуглеродистых сплавов (рис. 61) распад аустенита с образованием перлита соответствует линии Р5Л (723°). Условились температуру (критическую точку), отвечак -щую образованию перлита при охлаждении, называть Лгь а превращению перлита в аустенит при нагреве—Ас (точка 5—Л1)-Рассмотрим превращения, происходящие при охлаждении из области твердого раствора (аустенита) в стали, содержащей менее 0,8% С (д оэ в т е кт о и д-н ы е стали). [c.94]

Основоположником теории термической обработки стали является Д. К. Чернов, установивший наличие в стали при нагреве критических точек а и 6. В настоящее время эти точки обозначают A i и Асз- Д. К- Чернов впервые установил, что при нагреве стали ниже точки A i ее структура и механические свойства не меняются, с какой бы скоростью ее потом ни охлаждали, и наоборот, они резко изменяются при нагреве выше точки Асз и быстром охлаждении. В течение почти 40 лет после открытия Д. К. Чернова исследования были направлены на изучение влияния химического состава на превращения, протекающие в стали. В последующие 20 лет изучались превращения, происходящие в стали в зависимости от скорости охлаждения. В последние десятилетия основное внимание было направлено на изучение превращения аустенита при постоянной температуре (изотермическое превращеиие аустенита). Наибольшее количество работ в этом направлении было проведено у нас С. С. Штейнбергом и его учениками, а за рубежом — Бейном, Давенпортом и др. А. А. Бочвар, Г. В. Курдюмов и другие советские ученые создали основы современной теории термической обработки стали. [c.113]

В связи с указанным сочетанием свойств высокохромистые стали находят широкое применение в различных областях народного хозяйства. При высоких механических и антикоррозионных свойствах высокохромистые стали имеют пониженные технологические свойства, в том числе пониженную свариваемость. Это связано с особенностями фазового состояния высоксзхромистых сталей и особенностями структурных и фазовых превращений, происходящих при нагреве и охлаждении. [c.243]

Вт/см при длительности импульса 10 —10 с. Такое значение длительности импульса заметно сказывается на процессах, происходящих в материале под воздействием излучения. В условиях воздействия лазерными импульсами миллисекундной длительности в материалах происходят структурные изменения, вызванные большими скоростями нагрева и охлаждения. Исследованиями установлены существенные отличия структур, образовавшихся при облучении стали 20 импульсными ОКГ длительностью 10 с и энергией 1—35 Дж, от структур, полученных в этой же стали при воздействии излучения миллисекундной длительности [41]. Зона воздействия гигантского импульса на сталь 20 состояла из трех слоев первый слой (толщина 10—20 мкм) — участок со структурой мелкоигольчатого мартенсита и микротвердостью 760 кгс/мм второй (толщина ss20 мкм) — ЗТВ, для структуры которой характерны превращенные зерна перлита с микротвердостью 650 кгс/мм третий (толщина 700—750 мкм) — зона механического влияния (ЗМВ), для структуры которой характерен феррит, причем ферритные зерна в этой зоне содержат двойниковые кристаллы. Микротвердость этой зоны составляет 230 кгс/мм . [c.23]

Упругая энергия сдавленной матрицей мартенситной пластины может быть очень большой, и превращение при охлаждении высокотемпературной фазы не может начаться вплоть до того момента, пока химическая движущая сила не превзойдет упругую энергию. Так как при этом возможны другие превращения, происходящие путем образования зародышей и их роста, которые развиваются при значительно меньших значениях движущей силы, то часто мартенсит можно получить лишь при быстром охлаждении от температуры, превышающей температуру превращения. Мартенситное превращение обычно начинается при некоторой температуре Ms, зависящей от предшествующих механической и термической обработок и от размера зерна и не зависящей от скорости охлаждения. В сталях химическая движущая сила в точке Ms составляет около 300 калIмоль, в случае же превращений с малым изменением формы химическая движущая сила значительно меньше этой величины. Большая величина движущей силы отвечает большому температурному гистерезису между превращением при охлаждении и обратным превращением при нагреве. [c.312]

При охлаждении стали с большей скоростью кинетику и механизм превращения аустенита выясняют с помощью постановки специальных экспериментов. Рассмотрим закономерность превращения переохлажденного аустенита стали эвтектоидного состава (0,8% С). Образцы из этой стали (так же, как и образцы из любой другой стали) нагревают до температуры, при которой ее структура состоит из однородного аустенита. Из диаграммы Ре—РвдС видно, что это температура порядка 770° С (см. рис. 87). Затем образцы быстро переносят в термостаты с заданной температурой, меньшей А1 (интервал между изотермами обычно 25—50° С), и в процессе изотермической выдержки наблюдают за происходящими в аустените превращениями. Наблюдения можно проводить, пользуясь различными методами изл1еряя твердость, электросопротивление, магнитные характеристики и т. п. [c.180]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...