Углеродистая Превращение аустенита

Рис. 48, Диаграмма изотермического превращения аустенита углеродистых и легированных сталей легирующие эле енты не образуют карбидов (а), образуют карбиды (б)

Сохранить аустенит в углеродистой стали при охлаждении до комнатной температуры не удаётся даже при очень больших скоростях охлаждения. Изучение превращения аустенита при постоянной температуре (ниже Ас ) показало, что он обладает различной устойчивостью в разных температурных областях. Время устойчивости аустенита до начала его распада и время распада зависят от условий обработки и главным образом от состава стали. Кривые зависимости времени распада от температуры имеют характерную 8-образную (или С-образную) форму (фиг. 14) [2]. В соответствии с этим структуру перлита различной степени дисперсности или структуру мартенсита можно получить не только в результате непрерывного охлаждения, как это обычно практикуется, но и посредством процесса изотермического превращения, состоящего из быстрого охлаждения стали до заданной тем- [c.326]

Диаграмма, показывающая характер изотермического превращения аустенита для углеродистой стали, приведена (в координатах температура — скорость превращения) в общем виде на фиг. 49. [c.338]

ФИГ. 49. Скорость превращения аустенита в углеродистой стали (схема). [c.339]

Фиг. 50. Скорость превращения аустенита в углеродистой, кобальтовой и никелевой стали (схема).

Критическая точка превращения перлита в аустенит в процессе нагрева обозначается Ас, а критическая точка обратного превращения аустенита в перлит при охлаждении обозначается Afi. Оба эти превращения наблюдаются во всех углеродистых сталях. [c.120]

В сварных соединениях углеродистых, низколегированных и аустенитных сталей в результате неодновременности перехода жидкого металла сварочной ванны в твердое состояние и неравномерного нагрева околошовной зоны возникают внутренние напряжения. В сварных соединениях углеродистых и низколегированных сталей внутренние напряжения могут быть вызваны также неодновременным превращением аустенита в феррит и перлит по высоте и длине шва и местной подкалкой. Эти превращения сопровождаются изменениями объема металла. [c.257]

Практическое значение диаграмм изотермического превращения аустенита очень велико они позволяют производить критическую оценку существующих режимов термической обработки и разрабатывать научно-обоснованные технологические процессы. Особенно важно применение этих диаграмм для установления рационального режима различных операций изотермической обработки, широко внедряемой в последние годы в производство. С их помощью можно правильно осуществлять изотермическую и ступенчатую закалку простых углеродистых и особенно легированных сталей, изотермический отжиг, отжиг на зернистый перлит, изотермическую выдержку для устранения флокенов и т. д. Помимо этого, диаграммы изотермического превращения аустенита позволяют дать анализ действия закалочных сред (воды, масла и т. д.) и выбрать для каждой марки стали наиболее подходящую закалочную среду. [c.209]

Характерной особенностью углеродистой инструментальной стали является ее небольшая прокаливаемость. На это указывают диаграммы изотермического превращения аустенита, на которых выступ кривых начала превращения аустенита очень близко подходит к оси ординат. [c.363]

Ступенчатую закалку применяют для изделий диаметром не более 10-12 мм из углеродистой стали и диаметром до 20-30 мм из легированных сталей. Нагретые до температуры закалки изделия охлаждают в расплавленных солях или щелочах, температура которых немного выше температуры начала мартенситного превращения для данной стали (150-350 °С). В указанной среде изделия выдерживают до выравнивания температуры по всему их сечению (3-5 мин). Затем охлаждают на воздухе. При охлаждении на воздухе происходит превращение аустенита в мартенсит. Такой способ закалки позволяет значительно уменьшить внутренние напряжения в стали, так как превращение аустенита в мартенсит начинается одновременно по всему сечению изделия и протекает при медленном охлаждении его на воздухе. Недостаток способа— трудность использования его для изделий крупных сечений, критическая скорость закалки которых нелегко достигается в горячих средах. [c.199]

Существует много способов, с помощью которых можно ослабить внутренние напряжения при закалке и свести к минимуму образование закалочных трещин и коробление деталей. Один из них — подготовка изделия к закалке путем отжига, нормализации или высокого отпуска. Это позволяет освободить изделие от вредных внутренних напряжений, образовавшихся при всех предыдущих видах обработки. Если эти напряжения своевременно не снять, они усилятся напряжениями, возникающими при закалке, и приведут к короблению изделий или к трещинам. Весьма эффективный способ уменьшения внутренних напряжений — медленное охлаждение изделий при температурах превращения аустенита в мартенсит (для углеродистой стали — это 300 °С и ниже). Как известно, непосредственный переход аустенита в мартенсит не требует больших скоростей охлаждения. Если превращение аустенита в мартенсит происходит при медленном охлаждении, то изменение объема изделия по сечению протекает более равномерно. Таким образом достигается уменьшение внутренних напряжений. [c.214]

До содержания около 50% повышает, а при более высоком понижает точку Ас , повышает точку Лс,. Повышает температуру рекристаллизаций и магнитного превращения (точку Кюри) феррита. Уменьшает способность аустенита к переохлаждению, повышает скорость превращения аустенита. Уменьшает количество остаточного аустенита в закаленной стали повышает температуру мартенситного превращения. При отпуске закаленные кобальтовые стали снижают твердость медленнее, чем углеродистые. Кобальт повышает коэффициент диффузии углерода в аустените, способствует обезуглероживанию. В быстрорежущих сталях повышает горячую твердость и производительность резания [c.75]

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]

В статье описаны результаты исследований методами световой и электронной микроскопии игольчатого микрорельефа в доэвтектоидных и заэвтектоидных углеродистых сталях. Выявлено различие между классической и наблюдаемой схемами микроскопического сдвига. Проанализированы условия развития высокотемпературного сдвигового превращения аустенита в неупругой среде. [c.163]

Полный отжиг. Его применяют главным образом после горячей обработки деталей (ковки и штамповки), а также для обработки отливок из углеродистых и легированных сталей. Основной целью полного отжига кованых и литых деталей является измельчение зерна — придание металлу необходимой твердости для улучшения его обработки резанием и устранения внутренних напряжений. Это достигается нагревом, не превышающим 20—40° С верхней критической точки Лсз, и медленным охлаждением. Температуру нагрева деталей, изготовленных из углеродистых сталей, определяют по стальной части диаграммы состояния (рис. 16), а для легированных сталей — по положению их критической точки Лсз, имеющейся в справочных таблицах. Время выдержки при температуре отжига обычно складывается из времени, необходимого для полного прогрева всей массы детали, и времени, необходимого для окончания структурных превращений. После нагрева и соответствующей выдержки сталь медленно охлаждают вместе с печью. Углеродистые стали охлаждают со скоростью 50—100° С в час до температуры 580—600° С. Низколегированные стали охлаждают в печи со скоростью 30—60° С в час до 500—600° С (в зависимости от химического состава стали). Высоколегированные стали целесообразнее подвергать изотермическому отжигу, так как обычным отжигом не всегда удается получить нужное снижение твердости. Полный отжиг сопровождается перекристаллизацией и законченным превращением аустенита в ферри-то-цементитную смесь. [c.24]

Однако имеется достаточно много исследований, в которых было показано, что соотношение (6.1) не является универсальным. Особенно это относится к высокоуглеродистой стали, структура которой состоит из сложных продуктов превраш ения аустенита. В этом случае определяющим фактором является не размер зерна, а дисперсность фаз (величина поверхности раздела фаз), входящих в состав структуры. Существует мнение, что в высокоуглеродистых сталях одним из важнейших структурных параметров, влияющих на комплекс механических свойств, является размер областей когерентного рассеяния (блоков мозаики). В работе Д.С. Казарновского и др. [24] на образцах из углеродистой стали (0,78% С 0,86% Мп 0,17% Si) (сталь I) и низколегированной стали системы r-Si-Mn-V (0,67% С 1,08% Мп 0,65% 81 0,82% Сг 0,09% V) (сталь II) исследовалась взаимосвязь между размером областей когерентного рассеяния О и усталостной прочностью а 1. Разную величину О и плотность дислокаций получали соответствующей термообработкой. Основные режимы термообработки (1-4) приведены в табл. 6.1. Из таблицы следует, что наряду с обычной термообработкой (закалка в масло и отпуск) проводилась изотермическая закалка в расплаве солей, так как при ней превращение аустенита высокоуглеродистой низколегированной стали в промежуточной области обеспечивает получение более мелкой структуры с наибольшей плотностью дислокаций. Кроме того, дополнительной специальной термообработке подвергали сталь II закалка с [c.211]

Карбидообразующие элементы изменяют количественно и качественно кинетику превращения аустенита, причем при температурах 700—500° С скорость превращения аустенита меньше, чем в углеродистой стали, а при температурах 400—250° С превращение не заканчивается полным распадом аустенита. [c.92]

Фиг. 2. Скорость превращения аустенита в углеродистой и легированной стали.

Рис. 53, Диаграмма изотермического превращения аустенита а — углеродистая сталь б — легированная сталь

Из диаграммы видно, что длительность инкубационного периода (устойчивость аустенита) с увеличением степени переохлаждения сначала уменьшается, достигая минимума (выступ кривой начала превращения) около 550°С. При дальнейшем понижении температуры превращения, вплоть до мартенситной точки М, устойчивость аустенита (время до начала распада) непрерывно возрастает. Таким образом, переохлажденный аустенит углеродистой стали обладает наименьшей устойчивостью при температуре около 55(РС. Участок между кривыми начала и конца превращения соответствует начавшемуся и продолжающемуся превращению аустенита участок правее кривой конца превращения соответствует закончившемуся превращению. [c.86]

Способы охлаждения при закалке. Быстрое охлаждение стальных деталей при закалке является причиной возникновения в них больших внутренних напряжений. Эти напряжения иногда приводят к короблению деталей, а в наиболее тяжелых случаях — к трещинам. Особенно большие и опасные внутренние напряжения возникают при охлаждении в воде. Поэтому там, где можно, следует охлаждать детали в масле. Однако в большинстве случаев для деталей из углеродистой стали это невозможно, так как скорость охлаждения в масле значительно меньше критической скорости, необходимой для превращения аустенита в мартенсит. Следовательно, многие детали из углеродистых сталей рекомендуется закаливать с охлаждением в воде, но при этом уменьшать неизбежно возникающие внутренние напряжения. Для этого пользуются некоторыми из [c.117]

Изотермическое превращение аустенита в легированных сталях. Рассмотренные диаграммы изотермического распада переохлажденного аустенита справедливы только для углеродистых и низколегированных сталей, содержащих Си, 51, N1. Для легированных сталей, у которых в состав аустенита, кроме углерода, входят такие элементы, как Мп, Сг, У, Мо и др., или одновременно Сг и Мп Сг и N1 и т. д., изотермическая диаграмма имеет другой вид (рис. 122,а). У этих сталей на изотермической диаграмме (рис. 122, а и б) два минимума устойчивости переохлажденного аустенита, соответствующие перлитному (диффузионному) и бейнитному (промежуточному) превращениям. Оба превращения разделены областью относительной устойчивости аустенита . В случае доэвтектоидной или заэвтектоидной стали на диаграмме изотермического распада появляется добавочная линия, выделения избыточного легированного [c.182]

Карбидообразующие элементы вызывают изменение формы С-образной кривой. Они сильно замедляют превращение аустенита при 400—500° С, когда обычно при этих условиях в углеродистых сталях наблюдается минимальный инкубационный период и максимальная скорость распада. При 300—400° С карбидообразующие легирующие элементы замедляют распад в меньшей степени. Диаграмма изотермического распада приобретает характерное очертание с двумя максимумами (рис. 89, б). Как и на рис. 89, а. [c.159]

Исходя из С-образных кривых, можно сделать вывод, что для превращения аустенита не обязательно производить непрерывное охлаждение стали с большой скоростью. Нужно охладить сталь с большой скоростью только для того, чтобы миновать температуру наименьшей устойчивости аустенита против распада (равную для взятой нами в качестве примера эвтектоидной углеродистой стали 600°), выдержать сталь при температуре на 20—100° выше точки М , а затем производить ее охлаждение с любой скоростью. Превращение аустенита происходит во время выдержки стали при постоянной температуре. Такая закалка носит название изотермической. При изотермическом распаде аустенита при температуре ниже 600° образуется упоминавшаяся выше структура игол-чатого троостита. Игольчатый троостит является также механической смесью феррита и цементита, отличающейся тем, что он при рассмотрении в оптический микроскоп имеет игольчатое строение (фиг. 87). При рассмотрении в электронном микроскопе, по данным А. И. Гардина, он, так же как и другие структуры семейства перлитов, имеет пластинчатое строение. Игольчатый троостит обладает более высокой твердостью, чем троостит твердость его равна = = 45 55. [c.178]

Обработка стали холодом. В структуре закаленной стали наряду с мартенситом сохраняется большее или меньшее количество остаточного аустенита. Так, например, в углеродистой инструментальной стали марки У12 количество остаточного аустенита после закалки составляет 10—25%. Обработку холодом применяют для того, чтобы уменьшить количество остаточного аустенита, т. е. получить более полное превращение аустенита в мартенсит. После обработки холодом количество остаточного аустенита у стали марки У12 составляет 5—14%. Так как мартенсит по сравнению с аустенитом является [c.189]

Превращение аустенита сопровождается предварительным выделением феррита (доэвтек-тоидная сталь) или цементита (заэвтектоидная сталь). Эти два случая в углеродистой стали разделяет эвтектоидная концентрация 0,83 >/оС. [c.338]

Свойства металла шва, кш и любого металла, определяются его химическим составом и структурой. Механические свойства сварного шва зависят в большой степени от первичной кристаллической структуры, т. е. структуры, образующейся при переходе металла из жидкого состояния в твердое. В сварных швах углеродистых и низколегированных перлитных сталей первичную структуру можно наблюдать только после специального травления. Обычное травление выявляет вторичную структуру, т. е. структуру, образующуюся после окончания превращения аустенита. При медленном охлаждении образовавшиеся в жидкой ванне кристаллы аустенита выделяют феррит, а оставшийся после образования феррита аустенит с повышенным содержанием углерода переходит в перлит. Из осей первого порядка дендритов, содержащих меньше углерода и примесей, образуются зерна феррита. Дендрит дробится на несколько зерен. Зерна перлита получаются из периферийных слоев дендритов и междендритных прослоек. Феррито-перлитнач структура сварного шва называется вторичной, так как она образовалась в процессе вторичной кристаллизации из твердого раствора углерода в ужелезе — аустенита. [c.171]

Ступенчатой закалке подвергают инструмент и детали преимущественно мелкого сечения, особенно из углеродистых сталей, у которых выступ кривой начала превращения на диаграмме изотермического превращения аустенита, соответствующий температуре наименьшей устойчивости аустен 1та, подходит к оси ординат. Увелпченпе количества легирующих элементов в стали, в первую очередь марганца хрома, позволяет увеличивать размер закали- [c.229]

Прн охлаждении после пайки от температуры выше At в сталях происходит распад аустеннта. Для оценки характера влияния на этот процесс состава стали н скорости охлаждения могут быть использованы соответствующие диаграммы изотермического превращения переохлажденного аустенита в паяемой стали — так называемые С-кривые. По таким диаграммам можно суднть о характере распада аустеннта также и при непрерывном охлаждении с задан- И ной скоростью [18—20]. На ряс. 8 приведена схематическая диаграмма изотермического превращения аустенита углеродистой стали. Ее характер определяется процесс-ми, происходящими в стали прн охлаждении ннже температуры Ai превращением и [c.41]

Аустенит устойчив только при температурах выше 727 °С (см. рис. 9.3, точкаА ). При охлаждении стали, нагретой до аус-тенитного состояния, ниже точки начинается распад аустени-та. Как уже было сказано (см. диаграмму состояния железоуглеродистых сплавов), при медленном охлаждении эвтектоидной углеродистой стали (0,81 % углерода) при температуре, соответствующей линии PSK происходит превращение аустенита в перлит. Кристаллическая решетка у-железа перестраивается в а-железо, выделяется цементит. Изучение процесса превращения аустенита в перлит проводится при постоянной температуре (в изотермических условиях) и непрерывном охлаждении. [c.185]

Так, при превращении углеродистой.стали при температуре 250° С сохраняется ориентационное соответствие Курдюмова—Закса (11 1)а Ц (101)ф и [ИО]д Ц j] [1111ф, а при промежуточном превращении аустенита углеродистой и марганцевой (1,0% С, 2,0% Мп) сталей при 350—450° С (верхняя часть промежуточной области)—ориентационное соответствие Нишиямы (111)д Ц (1 10)ф н [1121а II [011 ]ф. [c.18]

На диаграммах изотермического превращения аустенита доэвтектоидных и заэвтектоидных сталей тавсже, как у углеродистых сталей, появляется дополнительная линия, соответствующая началу выделения избыточного легированного феррита или карбида. [c.440]

На рис. 52, а представлена диаграмма изотермического превращения аустенита углеродистой стали или стали, легированной небольшим количеством некарбидообразующих элементов, на рис. 52, б — диаграмма изотермического превращения переохлажденного аустенита в стали, легированной карбндообразующими элементами. Для этой диаграммы характерно разделение по температуре интервалов перлитного и бейнитного превращений, между которыми имеется область высокой устойчивости аустенита. [c.58]

В отличие от сталей 15Г2М и 20Г2В, в стали 20 повышение скорости роста игл а-фазы с понижением температуры превращения имело монотонный характер, что согласуется с видом диаграмм изотермического превращения аустенита углеродистых сталей. Получить для этой стали точные данные о скорости роста игл а-фазы в изотермических условиях для широкого интервала [c.73]

Способы охлаждения при закалке. Быстрое охлаждение стальных деталей при закалке является причиной возникновения в них больщих внутренних напряжений. Эти напряжения иногда приводят к короблению деталей, а в наиболее тяжелых случаях — к трещинам. Особенно большие и опасные внутренние напряжения возникают при охлаждении в воде. Поэтому там, где можно, следует охлаждать детали в масле. Однако в большинстве случаев для деталей из углеродистой стали это невозможно, так как скорость охлаждения в масле значительно меньше критической скорости, необходимой для превращения аустенита в мпртенсит. [c.139]

Обычная закалка (в одном охладителе) — применяется для обработки деталей простых форм. Изделия более сложной формы закаливают в двух различных жидких средах или прерывистой закалкой. Детали при этом нагревают, как обычно под закалку, и охлаждают с необходимой скоростью до температуры, лежащей несколько выше начала мартекситного превращения. Затем их быстро переносят в менее интенсивный охладитель, где и выдерживают до полного охлаждения. Таким образом, превращение аустенита в. мартенсит протекает сравнительно медленно, что способствует уменьшению внутренних напряжений и деформаций. Такой способ закаливания часто применяют для закалки инструмента из углеродистой стали. [c.119]

Намагниченность насыщения сплава зависит от его фазового состояния и не зависит от структуры, т. е. не зависит от дисперсности фазы. Чем больше в сплаве ферромагнитной фазы и чем больше Is самой фазы, тем больше величина его намагниченности насыщения. В углеродистой стали намагниченность насыщения возрастает с увеличением количества а-фазы. Увеличение количества РезС в углеродистой стали приводит к уменьшению намагниченности насыщения, так как для РезС равно 12 500, а для а-фазы 21 500 гс. Если бы удалось закалить сталь полностью на один мартенсит, то ее намагниченность насыщения была бы выше, чем после всех других термообработок, так как в этом случае отсутствует цементит. Наличие в образце наряду с мартенситом остаточного аустенита снижает 4П/, вследствие парамагнитности аустенитной фазы. При отпуске углеродистой стали на 200—250°С 4л/ резко возрастает в связи с превращением аустенита в мартенсит. При более высоких температурах отпуска 4л/ несколько уменьщается вследствие образования цементита, s которого ниже, чем а-фазы (феррита и мартенсита). [c.195]

Рис. 129. Диаграмма изотермического превращения аустенита углеродистых н легированных сталей а — легирующие элементы не образуют карбидов б — легирующие элеиенты образуют карбиды

Наличие хрома в сталях значительно снижает критические скорости охлаждения в связи с замедлением процессов распада у а. В результате бездиффузи-онное превращение аустенита в мартенсит в хромистых сталях может быть получено при значительно меньшем содержании углерода, чем в простых углеродистых (рис. 4, а). При более высоком содержании хрома (рис. 4, б) устойчивость аустенита настолько высока, что даже при температуре его наименьшей устойчивости (примерно 700° С) для его распада требуется время около 300 сек. При непрерывном охлаждении, как это имеет место в условиях сварки, скорости охлаждения в области температур 800—650° С даже около 0,2° С сек приводят к получению нолностью мартенситной структуры. Оптимальные свойства, т. е. высокую прочность при достаточно высокой пластичности, такие стали получают иосле двойной термической обработки закалки и высокого отиуска. [c.157]

На рис. 211 а, б И в линия скорости охлаждения соответствует нормализации, т. е. охлаждению в спокойном воздухе. В сталях с малым содержанием легирующего элемента (рис. 211, а) линия скорости охлаждения пересекает линии начала и конца превращения аустенита до достижевия те. ипера-туры. Мн, так как устойчивость аустенита относительно мала (хотя и выше, чем в углеродистой стали). В результате получаются продукты перлитного типа (перлит, сорбит). [c.282]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...