Углеродистая Зерна — Рост при нагреве

Все легирующие элементы, за исключением Мп, препятствуют росту аустенитного зерна при нагреве. Особенно сильное влияние на уменьшение роста аустенитного зерна оказывают элементы, образующие в сталях карбиды (Сг, Мо, W, V, Т1) карбиды их располагаются по границам зерна и затрудняют его рост при нагреве. Таким образом, легированные стали (за исключением марганцовистых) при термической обработке не склонны к перегреву нагревать их можно до более высоких температур, чем углеродистые стали. [c.143]

Легированные стали повышенной прокаливаемости, не обладающие теплостойкостью (ГОСТ 5950—73). Легированные инструментальные стали (табл. 26) подобно углеродистым не обладают теплостойкостью и пригодны только для резания материалов невысокой прочности (сГв = 500-4-600 МПа) с небольшой скоростью (до 5—8 м/мин). Их используют для инструмента, не подвергаемого в работе нагреву свыше 200—250 °С. Легированные стали по сравнению с углеродистыми обладают большой устойчивостью переохлажденного аустенита, а следовательно, большей прокали-ваемостью. Инструменты из этих сталей можно охлаждать при закалке в масле и горячих средах (ступенчатая закалка), что уменьшает деформацию и коробление инструмента. Низколегированные стали ИХФ и 13Х рекомендованы для инструментов диаметром до 5 мм, закаливаемых в масле или горячих средах для уменьшения деформации по сравнению с получаемой в углеродистых сталях, закаливаемых в воде. Ванадий тормозит рост зерна при нагреве под закалку. [c.351]

Основными преимуществами легированных конструкционных сталей перед углеродистыми являются более высокая прочность за счет упрочнения феррита и большей прокаливаемости, меньший рост аустенитного зерна при нагреве и повышенная ударная вязкость, более высокая прокаливаемость и возможность применения более мягких охладителей после закалки, устойчивость против отпуска за счет торможения диффузионных процессов. Отпуск при более высокой температуре дополнительно снижает закалочные напряжения. Легированные стали обладают более высоким уровнем механических свойств после термической обработки. Поэтому детали из легированных сталей, как правило, должны подвергаться термической обработке. [c.275]

Введение в сталь легирующих элементов титана, ванадия, вольфрама, молибдена и хрома (за исключением марганца) — тормозит рост зерна аустенита при нагреве. Элементы, препятствующие росту зерна, расширяют интервал закалочных температур и облегчают условия нагрева стали. В этом заключается преимущество легированных сталей перед углеродистыми. [c.122]

Металлы имеют кристаллическое, зернистое строение (структуру), которое сохраняется при нагреве вплоть до расплавления металлов. При комнатной температуре любая сталь имеет зерна определенного размера и они не изменяются при нагреве до температуры 723° С. С этой температуры начинается перекристаллизация стали — кристаллы (зерна) ее изменяют форму и размеры, растут. Этот рост продолжается до начала расплавления стали. Вместе с ростом зерен изменяется их качество до температуры 723°С зерна углеродистой стали состоят из феррита и перлита, при температуре 723° С п е р л и т начинает превращаться в аустенит, зерна которого начинают оплавляться при температуре 1150—1300° С. [c.55]

Низколегированные штамповые стали обладают лучшей прокаливаемостью и более высокой прочностью по сравнению с углеродистыми сталями, менее чувствительны к росту зерна при нагреве. Получают меньшую деформацию при охлаждении и более высокую прочность (на 10% выше) [c.224]

При кратковременном перегреве углеродистой стали до температуры. близкой к Ас, т. е. до 650—715 С, наблюдается интенсивная сфероидизация перлита. При нагреве несколько выше 727° С по границам ферритных зерен появляются зародыши аустенитных зерен. В процессе дальнейшего охлаждения они превращаются в перлит. Перегрев значительно выше Ас] вызывает интенсивный рост зерна границы спрямляются. При медленном охлаждении получается ферритно-перлитная структура. [c.305]

При нагреве металла выше определенной температуры происходит интенсивный рост зерен (кристаллитов). При определенных условиях зерна настолько укрупняются, что между ними ослабляется механическая связь в процессе прокатки перегретого металла образуются рванины и трещины. Это явление называют перегревом металла. Перегрев металла может быть вызван и вынужденной задержкой металла в печи, например, при аварийной остановке стана. В большинстве случаев перегрев может быть исправлен отжигом, т. е. нагревом до температур рекристаллизации и охлаждением на воздухе. Если же зерна теряют способность к рекристаллизаций, то перегрев не исправим. Перегреву особенно легко поддаются углеродистые и легированные инструментальные стали. [c.374]

Полное восстановление исходных механических свойств металла происходит в результате рекристаллизации — процесса образования и ро- иО ста новых зерен при нагреве до рек=а пл, (где рек и пл — абсолютные температуры начала ре- U кристаллизации и плавления, К). Для углеродистых сталей а=0,4 и рек 550—650° С. При образовании крупных зерен в процессе рекристаллизации прочность и в особенности пластичность металла снижаются. Величина зерна зависит от многих факторов температуры, продолжительности нагрева, степени предварительной пластической деформации и т. д. Критическая степень деформации, после которой происходит сильный рост зерен, для малоуглеродистой стали составляет примерно 10%. [c.493]

Температура начала горячей обработки углеродистых и легированных сталей устанавливается в пределах, при которых отсутствуют перегрев и падение пластичности сталей вследствие ослабления межкристаллитных связей. Начало перегрева может оцениваться также и путем определения критических температур роста зерна сталей при нагреве, которые по экспериментальным данным автора равны [c.73]

Легированные стали по сравнению с углеродистыми имеют следующие преимущества меньший рост зерна при нагреве под закалку большую прокаливаемость (возможность применения для инструмента большого сечения) возможность применения при закалке более умеренных охладителей —масла, горячих сред (меньшая деформация инструмента) более высокие режущие свойства. [c.89]

Эвтектоидная углеродистая сталь более чувствительна к росту зерна при нагреве для закалки и приобретает пониженные [c.764]

Под закалку легированные стали нагревают до более высокой температуры, чем углеродистые, так как переход в твердый раствор — аустенит — в этих сталях происходит в более широком диапазоне температур. Кроме того, легированные стали не в такой степени чувствительны к перегреву, как углеродистые, и рост зерна при длительной выдержке при температуре закалки в легированных сталях происходит в несколько раз медленней, чем в углеродистой стали. [c.43]

На процесс роста зерна в углеродистой стали влияют Температура и продолжительность нагрева, содержание углерода и способ раскисления, примененный при выплавке стали. [c.122]

При сварке сталей с повышенным содержанием углерода, в особенности при сварке легированных сталей, под влиянием нагрева возникают резкие изменения физических и механических свойств в зоне термического влияния. Так, в углеродистых сталях по мере приближения к эвтектоидному составу растет чувствительность к перегреву и связанному с этим росту зерна. Вместе с тем быстрое охлаждение металла шва является причиной закалки его и резких структурных переходов в зоне термического влияния. Борьбу с указанными недостатками, присущими высокоуглеродистым сталям, ведут путем применения предварительного подогрева перед сваркой и термической обработкой после сварки. [c.465]

При закалке с нагревом до обычно принятых температур, не вызывающих заметного роста зерна, углеродистые стали прокаливаются полностью в деталях (образцах) сечением до 12—15 мм (при условии охлаждения в воде), тогда как легированные стали в зависимости от химического состава могут прокаливаться в сечении до 50—100 и даже 200—300 мм (при охлаждении в масле). Стали с высоким содержанием легирующих элементов могут получать высокую твердость по сечению даже при еще более медленном охлаждении, например на воздухе. [c.291]

При закалке с нагревом до обычно принятых температур, не вызывающих заметного роста зерна, углеродистые стали прокаливаются полностью в деталях (образцах) сечением до 12— [c.202]

Исследование влияния температуры и длительности нагрева на размер зерна феррита показало, что начало интенсивного роста феррита наступает при температуре 1200° и длительности нагрева, равной 1 часу [3]. Для мягкой углеродистой (0,12% С) и хромоникелевой (0,23% С) сталей начало интенсивного роста зерна определено для первой стали при 1250°, а для второй при 1150° [3]. [c.69]

Скорость нагрева при полном отжиге обычно близка к 100 °С/ч и зависит от типа нагревательной печи, а продолжительность отжига составляет 0,5+1 ч/т металла. Чрезмерное повышение температуры (выше сз) вызывает рост зерна аустенита, что ухудшает свойства стали. Легированные стали охлаждают значительно медленнее (40+60 °С/ч), чем углеродистые (100+150 °С/ч). [c.433]

Титан с углеродом образует прочный карбид Т1С, при Т1/С >4 титан полностью соединяется с углеродом и распределяется в феррите в виде мелких включений. Растворимость карбидов титана в феррите и аустените ничтожно мала и почти не увеличивается с повышением температуры до 1300° С. Поэтому в титанистых сталях полностью исключаются процессы старения, отсутствует критическая точка Л] (перлит исчезает), сталь становится нечувствительной к режиму термической обработки. Титан способствует образованию более мелкозернистой структуры, равномерной по всей толщине листа. Однако при высокотемпературном нагреве до 1000° С и более склонность к росту зерна титанистой стали больше, чем углеродистой [11]. [c.66]

Стали с большим содержанием хрома (более 12%) при очень малом содержании углерода (0,08%) в отличие от углеродистых и низколегированных сталей при нагреве вплоть до температуры плавления не изменяют своей фер-ритной структуры, так как хром делает устойчивой объем-ноцентрированную решетку а-железа. Такие стали относятся к ферритному классу. Для измельчения зерна они не могут быть подвергнуты перекристаллизации. При работе конструкций, изготовленных из этих сталей, в условиях высоких температур наблюдается интенсивный рост зерна, в результате чего снижаются пластичность стали и ее способность воспринимать динамические нагрузки, Первона- [c.102]

При дальнейшем нагреве выше критических точек и происходит рост аустенитных зерен. Рост зерна аус-тенита при нагреве стали оказывает большое влияние на результаты термообработки, главным образом закалки. Размер зерна при комнатной температуре, который получен в стали в результате того или иного вида термической обработки, называют действительным зерном. Размер действительного зерна зависит от размера зерна аустенита. Обычно чем крупнее зерно аустенита, тем крупнее действительное зерно. Сталь с крупным действительным зерном имеет пониженный предел прочности, пониженную ударную вязкость и склонность к образованию трещин, поэтому при термообработке всегда стремятся к получению мелкого зерна. По склонности к росту аустенитного зерца при нагреве все стали делят на наследственно мелкозернистые и наследственно крупнозернистые. В наследственно крупнозернистых сталях размер зерна быстро увеличивается даже при небольшом нагреве выше критических точек. В наследственно мелкозернистых сталях при значительном нагреве сохраняется мелкое зерно. На процесс роста зерен в углеродистой стали оказывают влияние температура и продолжительность нагрева, содержание углерода в стали, способы раскисления, применяемые при выплавке стали. Кипящие стали являются, как правило, наследственно крупнозернистыми, а спокойные — наследственно мелкозернистыми. Введение легирующих элементов, за исключением марганца, тормозит рост зерен аустенита при нагревании. Наиболее энергично тормозят рост зерна карбидообразующие элементы титан, ванадий, вольфрам, молибден и хром. Наследственно мелкозернистые стали позволяют использовать расширенный интервал закалочных температур и облегченные условия нагрева стали. [c.113]

На рис. 10.1 показана область 1 нагрева углеродистой стали для горячей обработки давлением в зависимости от содержания углерода. Ее верхние пределы лежат на 150-200 °С ниже температуры начала плавления (т. е. линии солидус). Нижние пределы — на 60-75 °С выше температур превращения перлита и цементита в аустенит (т. е. линии перлитных превращений). Выще линии верхних температурных пределов находится зона 2 перегрева, а вьппе ее приблизительно на 100 °С — зона 3 пережога. Ниже линии нижних температурных пределов находится зона упрочнения (наклепа). Пережженный металл годен только на переплавку. Зона перегрева является зоной наиболее интенсивного роста зерен и дает крупнозернистую структуру металла, непрочную и хрупкую, которая может быть исправлена последующим отжигом на мелкое зерно. Обработка металловдавлением при температурах зоны наклепа дает напряженный и хрупкий (наклепанный) металл и может привести к разрушению его. Наклеп можно устранить последующей термообработкой (отжигом). [c.300]

Для получения однородного аустенита в легированных сталях требуются более высокая температура нкгрё-ва и большая выдержка при нагреве под закалку. Рост зерна аустенита при нагреве стали оказывает больщое влияние на результаты термообработки, главным Образом закалки. Сталь с крупным зерном имеет пониженный предел прочности, пониженную ударную вязкость и склонность к образованию трещин поэтому при термообработке всегда стремятся к получению мелкого зерна. На процесс роста зерен в углеродистой стали оказывают влияние температура и продолжительность нагре ва, содержание углерода в стали, способы раскисления [c.75]

У высоколегированных сталей, при большом содержании углерода, сильно выражена способность к самозакаливанию, а у низколегированных малоуглеродистых — слабее ввиду большей стойкости аустенитовых зерен против превращения их в перлит. В легированной стали (инструментальной), содержащей вольфрам, молибден, ванадий, карбиды сохраняют свою твердость до температуры 500—600 °С, а в углеродистой стали мартенсит распадается уже при температуре 200—240 °С, с этим связано резкое падение твердости углеродистых сталей. Высокая красностойкость является очень ценным свойством легированных сталей, при отсутствии которой режущий инструмент теряет режущую способность. Вольфрам и ванадий образуют прочные карбиды, затрудняющие рост зерна при нагреве и уменьшающие склонность к перегреву. Ванадий увеличивает красностойкость и повышает эффект вторичной твердости при отпуске. [c.86]

Растворенный в аустените, хром уменьшает критическую скорость закалки (см. рис. 201) и повышает прокаливаемость. Это предопределило широкое применение его для легирования обструкционных сталей (от 0,5 до 2,о/в). Хром поеьштает критические точки А и Лз, поэтому температура закалки, отжига и нормализации для хромистых сталей выше, чем для углеродистых сталей с тем же содерл аготем углерода. Хром уменьшает рост зерна аустенита при нагреве. [c.276]

При нагреве в металле происходят структурные изменения и рост зерна. В холодном состоянии структура доэвтектоидиой углеродистой стали состоит из феррита и перлита. При нагревании до точки /1с,, т. е. до 72 5° С, структура стали не меняется (если до этого она не подвергалась холодной обра-богке или закалке). При /23° С перлит переходит в аустенит. От точки Ас1 сплав будет состоять из феррита и аустенита. При даль-ис " шем нагревании феррит растворяется в аустеннте и при переходе за точку Ас слиток будет состоять из мелких зёрен одного только аустснита. [c.145]

При сварочном нагреве высокие максимальные температуры способствуют растворению карбидов и оксидов и обусловливают j высокую скорость самодиффузионных процессов. В то же время большие скорости нагрева и относительно высокие скорости охлаждения ограничивают пребывание металла при высоких темпе- ратурах. В этих условиях в углеродистых и большинстве низколегированных сталей в процессе сварки дуговыми способами I аустенитное зерно в ОШЗ успевает вырасти практически до своих максимальных размеров, при этом рост зерна происходит как на этапе нагрева, так и на этапе охлаждения. Соотношение приращения размера зерна на этих этапах зависит от состава стали 4 и теплового режима сварки q/ vb) и температуры подо-у грева. [c.513]

Термический цикл контактной сварки вызывает в око-лошовной зоне изменения, аналогичные происходящим при электродуговой сварке [Л. 54]. Углеродистые и легированные перлитные стали не воспринимают закалки в околошовной зоне. В слое, нагретом значительно выше температуры полного перехода в аустенит, может происходить рост зерна. Обычно вследствие большой скорости процесса этот рост незначителен. Сильнее вырастают зерна в трубах большого сечения, металл которых дольше находится в интервале высоких температур. Иногда в этой зоне происходит даже измельчение зерна (рис. 5-8,г). Часто в этой зоне можно наблюдать видман-штеттову структуру. В зоне нагрева между линиями GS и PS диаграммы состояния Fe—С, вызвавшего перекристаллизацию перлита и не затронувшего феррита, измельчаются зерна перлита (рис. 5-8, ). Размер зерен [c.191]

Температура нагрева для горячей деформации зависит в первую очередь от природы деформируемого материала — сталь, медные сплавы, алюминиевые сплавы и другие его химического состава — углеродистая, низколегированная, аустенитная сталь, а также от толщины заготовки. Однако в любых случаях температура нагрева должна быть значительно ниже температуры солидуса сплава. Если металл перегрет, то могут наступить пережог , выражающийся в интенсивном окислении границ зерен, и, как следствие, охрупчивание металла. Пережог — дефект нагрева, который не может быть исправлен. Длительное пребывание металла при температуре несколько меньшей, чем температура пережога, может привести к значительному росту зерна и снижению пластических свойств заготовки — явление перегрева. В значителыюм большинстве случаев перегрев может быть исправлен дополнительной термической обработкой. [c.399]

Температуру закалки (рие. 3.8, а) выбирают в зависимости от температуры критических точек с учетом химического состава сталей. Для углеродистых сталей температура закалки определяется по левой нижней части диаграммы Fe—Fej . В зависимости от температуры нагрева закалка бывает полной и неполной. При полной закалке изделия нагревают на 30. 50 Свыше линии с, а при йеио/зной —на 30...50 Свыше линии Ас . Перегрев выше указанных температур приводит к ухудшению структуры углеродистых сталей из-за роста аустенитного зерна. Для легированных сталей, содержащих специальные карбиды, нагрев ведут на 150...250 С выше критических точек для полного растворения карбидов перед закалкой. [c.51]

Термообработка легированных сталей имеет свои технологические особенности. Они заключаются в различии температур нагрева и скорости охлаждения, выдерж- ки при заданных температурах, в способах охлаждения. Это объясняется тем, что теплопроводность легированных сталей меньше, поэтому нагревать их следует осторожно, особенно при наличии в них вольфрама. Критические точки легированных сталей тоже неодинаковы и резко отличаются от углеродистых. У одних легированных сталей они выше, у других ниже. К элементам, повышающим критические точки Ас< и Ас-з, а следовательно, и температуру нагрева (отжиг, закалка), относятся вольфрам, ванадий, медь, кремний, титан и др. В связи с этим операции термообработки легированных сталей, содержащих эти элементы, производят при более высоких температурах. К элементам, понижающим критические точки, относятся никель и марганец. Все легирующие элементы, за исключением марганца, препятствуют росту зерна. Поэтому легированные стали, кроме содержащих марганец, не склонны к перегреву и при термообработке пх можно нагревать до более высоких температур. Для легированных сталей требуется большая выдержка, поэтому продолжительность нагрева изделий возрастает. Длительная выдержка приводит к улучше-кяию механических свойств, поскольку при этом более [c.85]

При сварке полиморфных металлов и пх сплавов в шве и зоне термического влияния протекают фазовые и структурные превращения. Полной вторичной перекристаллизации подвергаются шов и околошовная зона, нагреваемая при сварке выше температуры аллотропического превращения. В условиях быстрого охлаждения в этих участках возможна закалка с образованием метастабиль-ных структур и резким снижением пластических свойств сварного соединения (мартенсит в легированных сталях перлитного и мартенситного класса, углеродистых сталях, титане, цирконии и их сплавах). В околошовной зоне вследствие высокотемпературного нагрева наблюдается перегрев и 1нтенсивны1"1 рост зерна. В этой зоне пластические Boii TBa ос Ювного металла обычно снижаются иаиболее резко, особенно в тех случаях, когда перегрев сочетается с последую-)цей закалко . [c.153]

При дальнейшем повышении температуры происходит выравнивание состава (гомогенизация) и рост зерен аустенита. Рост зерен аустенита продолжается до температуры, при которой наблюдается оплавление зерен по линии сплавления (фиг. 14, 3). Размер аустенитного зерна в момент начала оплавления зависит как от скорости нагрева стали, т. е. от крутизны восходящей ветви термического цикла, так и от наличия в ней специальных легирующих элементов, определяющих склонность этой стали к росту аустенитного зерна при высоких температурах. Наиболее сильно тормозят рост аустенитного зерна в стали добавки таких элементов, как ванадий, титан, цирконий, беришлий, а также алюминий умеренно действуют вольфрам, молибден, хром слабо — кремний, никель не оказывает действия медь. Повышают склонность стали к росту аустенитного зерна марганец, фосфор и углерод. Отсюда ясно, что для получения в околошовной зоне мелкозернистой структуры не безразлично, чем легирован основной металл. Например, при одних и тех же условиях и режимах наплавки на углеродистые стали с разным содержанием углерода наблюдается разная зернистость околошовной зоны. Чем больше содержание углерода, тем более крупное зерно наблюдается в околошовной зоне. [c.38]

Второй период выравнивания микротвердости начинается преимущественно в процессе охлаждения и также при температурах, при которых прекращается рост зерна. В отношении подобной взаимосвязи между процессами гомогенизации и ростом зерен сталь 20Х2МФ в этом случае также не является исключением (см. рис. 49). Однако у стали 20Х2МФ в условиях быстрого нагрева и охлаждения (цикл АЗ) второй период начинается еще в процессе пагрева при 1350°, что мo>J oт быть вызвано некоторой интенсификацией процесса растворения карбидов ванадия при высоких температурах. Таким образом, в сравнении с простой углеродистой сталью в стали с устойчивыми карбидами процессы диффузии развиваются позднее при более высоких температурах из-за задержки растворения карбидов. При этом в условиях быстрого охлаждения (цикл АЗ) температурный интервал второго периода гомогенизации весьма ограничен и неоднородность (по А11В) остается примерно такой же, как к концу первого периода гомогенизации в условиях медленного охлаждения (цикл А1). [c.104]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...