Особенности превращения аустенита в легированных сталях

ОСОБЕННОСТИ ПРЕВРАЩЕНИИ АУСТЕНИТА В ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЯХ [c.61]

Указанные отличия кинетики превращения аустенита в легированных сталях вносят ряд особенностей в термическую обработку легированных сталей. [c.62]

Влияние легирующих элементов на аустенизацию при нагреве конструкционных сталей. До нагрева конструкционной стали некарбидообразующие элементы находятся в феррите, а карбидообразующие - распределены в разных долях между карбидной фазой и ферритом. Структура характеризуется химической неоднородностью. По окончании аустенитного превращения аустенит также неоднороден. В участках аустенита, соответствующих исчезнувшим кристаллам феррита и карбида, различны массовые доли не только углерода, но и легирующих элементов. Для выравнивания массовых долей легирующих элементов в аустените, особенно медленно диффундирующих, необходимо или увеличить время аустенизации, или повысить температуру. Вследствие неполной гомогенизации аустенита в легированной стали ухудшается ее прокаливаемость негомогенный аустенит легко распадается на ферритно-карбидную смесь. [c.55]

Особенность промежуточного превращения в легированных сталях заключается в том, что оно не идет до конца. Часть аустенита, обогащенного углеродом, при изотермической выдержке [c.204]

У деталей из углеродистых сталей, особенно у деталей большого поперечного сечения при закалке охлаждение сердцевины не успевает еще произойти, а превращение аустенита в мартенсит или троостит на поверхности уже совершилось, поэтому закалка у углеродистых сталей проникает только на небольшую глубину, не затрагивая сердцевины. Следовательно, у этих сталей не удается получить высоких и притом однородных механических свойств по всему сечению. У легированных сталей, где аустенитное превращение начинается значительно позже, достигается большая глубина прокаливаемости. Последующий высокий отпуск создает в зоне закалки, распространяющейся на большую глубину, однородную сорбитную структуру с высокими механическими свойствами. [c.277]

Легированный феррит имеет большую прочность, но по микроструктуре не отличается от феррита углеродистой стали. В то же время эвтектоид легированной стали характеризуется большей дисперсностью поэтому его строение часто трудно различимо даже при значительных увеличениях микроскопа (фиг. 196). Даже в сталях с небольшим содержанием углерода феррит и эвтектоид не всегда четко выявляются при микроанализе. Это объясняется тем, что легирующие элементы снижают температуру превращения аустенита в эвтектоид даже при небольшой скорости охлаждения и, кроме того, затрудняют диффузионные процессы. Поэтому обычный отжиг, переводящий углеродистую сталь в равновесное состояние, не позволяет получить в легированной и особенно в высоколегированной стали полностью равновесные структуры. Для этой цели легированной стали необходимо сообщить при отжиге очень медленное охлаждение, что не всегда применяется на практике. [c.238]

Двухступенчатые реплики, метилметакрилат — окись кремния, предварительное оттенение Ge, 30°. В превращениях верхнего и зернистого бейнита часто имела место стабилизация аустенита в пределах бейнитной структуры, особенно в легированных сталях. Кажется маловероятным, что иглы нижнего бейнита могут включать стабилизированный аустенит, хотя эта возможность не исключается. Некоторые из пластинок, показанные на микрофотографии 175/7, могли состоять из такого стабилизированного аустенита. Обратите еще раз внимание на угол 60°, образованный выстроенными в ряд карбидами с направлением роста игл. [c.118]

Одно преимущество изотермического отжига — в сокращении длительности процесса, особенно для легированных сталей, которые для заданного снижения твердости приходится охлаждать очень медленно. Для наибольшего ускорения процесса температуру изотермической выдержки выбирают близкой к температуре минимальной устойчивости переохлажденного аустенита в перлитной области (рис. 130, б). Другое преимущество изотермического отжига заключается в получении более однородной ферритно-перлитной структуры при изотермической выдержке температура по сечению изделия выравнивается и превращение по всему объему стали происходит при одинаковой степени переохлаждения. Для некоторого укрупнения зерна и улучшения обработки резанием температуру отжига принимают 930—950 °С. Нагрев нередко осуществляют в проходных печах с контролируемой атмосферой. [c.197]

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]

Под влиянием уже 1,5% Сг заметно возрастает стабильность аустенита в температурной области перлитных превращений. Это хорошо видно на диаграммах изотермических превращений аустенита для высокоуглеродистых (1,45%) инструментальных сталей, легированных только хромом (сталь К4) или хромом и ванадием (рис. 170, 171), Наименьший инкубационный период аустенитного превращения составляет 10 с. Наименьшее время аустенитного превращения инструментальных сталей особенно большой твердости, а также нелегированных сталей составляет 1 с. Поэтому прокаливае-мость инструментальных сталей, легированных 1,5% Сг, больше, чем нелегированных (см. рис. 161).. [c.180]

Преимущества изотермического отжига — однородность структуры и ускорение процесса, особенно при отжиге легированной стали. Для сталей, содержащих большое количество хрома, никеля и других элементов, только изотермический отжиг позволяет добиться превращения весьма устойчивого аустенита в перлит и феррит и. обеспечить хорошую обрабатываемость стали режущим инструментом. [c.133]

Отметим, наконец, еще одну важную особенность термической обработки легированной стали. При закалке большинства сталей часть зерен высоколегированного аустенита мартенситного превращения не претерпевает, и в структуре стали сохраняется некоторое количество остаточного аустенита. Так как аустенит имеет невысокую твердость (НВ 170—220), закаленная сталь обладает несколько меньшей твердостью и пониженной износоустойчивостью. Значительного превращения остаточного аустенита в мартенсит отпуском добиться не удается. [c.145]

Отметим, наконец, еще одну важную особенность термической обработки легированной стали. При закалке большинства сталей часть зерен высоколегированного аустенита мартенситного превращения не претерпевает, и в структуре стали сохраняется некоторое количество остаточного аустенита. Так как аустенит имеет невысокую твердость (НВ 170 -Ь 220), закаленная сталь обладает несколько меньшей твердостью и пониженной износоустойчивостью. Значительного превращения остаточного аустенита в мартенсит отпуском не удается добиться. Исследования, проведенные советскими учеными, показали, что превращения остаточного аустенита в мартенсит можно достигнуть глубоким охлаждением до минус 65 —минус 70° С. После выдержки изделий при низких температурах в течение [c.122]

Изотермический отжиг заключается в нагреве стали выше критической точки Лсз и выдержке при этой температуре в течение времени, необходимого для полного и равномерного прогрева. Затем сталь относительно быстро охлаждают до температуры ниже Лг1 (650—700°). При этой постоянной (изотермической) температуре сталь выдерживают определенное время, необходимое для полного распада аустенита с образованием перлита (в доэвтектоидной стали — феррита и перлита), и затем охлаждают на воздухе. Изотермический отжиг имеет почти вдвое более короткий цикл, чем обычный отжиг. Преимущества изотермического отжига — достигаемая однородность структуры и ускорение процесса, особенно при отжиге легированной стали. В случае высокого содержания в стали хро.ма, никеля и других элементов только изотермический отжиг позволяет добиться превращения весьма устойчивого аустенита в перлит и феррит и обеспечить хорошую обрабатываемость стали режущим инструментом. [c.136]

Отметим наконец еще одну важную особенность термической обработки легированной стали. При закалке большинства сталей в части каждого зерна аустенита мартенситного превращения не происходит, и в структуре стали сохраняется некоторое количество остаточного аустенита. Так как аустенит имеет невысокую твердость (Я5 170-н 220), закаленная сталь обладает несколько меньшей твердостью и пониженной износоустойчивостью. Значительного превращения остаточного аустенита в мартенсит отпуском не удается добиться. Исследования, проведенные советскими учеными, показали, что превращения остаточного аустенита в мартенсит можно достигнуть не отпуском, а охлаждением в зонах глубокого холода, т. е. при температуре минус 65 — минус 70°. После выдержки изделий при низких температурах в течение 1—2 ч в их структуре происходит полное превращение остаточного аустенита в мартенсит, и твердость, а вместе с ней и износоустойчивость изделий, повышаются . [c.148]

Преимущество изотермического отжига состоит в уменьшении длительности процесса, особенно для легированных сталей, которые приходится очень медленно охлаждать для требуемого снижения твердости. Для наибольшего ускорения отжига температуру изотермической выдержки выбирают близкой к температуре минимальной устойчивости переохлажденного аустенита в перлитной области. Другое преимущество изотермического отжига заключается в получении более однородной структуры, так как при изотермической выдержке температура по сечению изделия выравнивается и превращение по всему объему стали происходит при одинаковой степени переохлаждения. [c.223]

Преимуществами изотермического отжига является однородность и высокое качество результатов его и ускорение операции отжига в особенности легированной стали. Например, в случае высокого содержания в стали хрома, никеля и других элементов только изотермический отжиг позволяет добиться превращения ее очень устойчивого аустенита в перлит и феррит и обеспечить легкую обрабатываемость стали режущим инструментом. [c.211]

При отпуске легированной стали можно наблюдать явление отпускной хрупкости, т. е. понижение ударной вязкости, происходящее несмотря на уменьшение твердости] Различают две зоны отпускной хрупкости. В первой зоне (фиг. 187), например при 260 — 325°, отпускная хрупкость объясняется превращением остаточного вязкого аустенита в отпущенный мартенсит. Повышение легирован-ности аустенита, особенно за счет высоких температур закалки (до 950—1000°), увеличивает количество остаточного аустенита и 01-пускную хрупкость в первой зоне. [c.292]

Из диаграмм изотермического превращения переохлажденного аустенита легированных сталей можно легко сделать несколько интересных и практически важных выводов. Из этих диаграмм видно, во-первых, что прямая закалки в масле даже для низколегированных сталей проходит левее левой кривой и что, следовательно, при закалке этих сталей в масле получается структура мартенсита. И мы знаем, что действительно большинство легированных сталей можно закаливать в масле, тогда как углеродистые стали мы вынуждены закаливать в воде. Это очень ценная особенность легированных сталей — при закалке в масле охлаждение происходит не столь быстро, как при закалке в воде меньшим получается коробление, меньшими внутренние напряжения, меньше опасность возникновения трещин. [c.117]

Скорость превращения легированного аустенита при температурах выше мартенситной точки заметно ниже, чем в случае углеродистых сталей. Это особенно заметно при температурах первой ступени и выражается на кинетических диаграммах типа рис. 7 сдвигом соответствующих линий в правую сторону. В зависимости от содержания углерода в легированном аустените относительная скорость превращения при температурах первой и второй ступени резко меняется. [c.422]

Рассматривая условия, которые необходимо создать для охлаждения при закалке легированных конструкционных сталей, мы должны вспомнить еще об одной особенности кинетики распада аустенита сталей, легированных карбидообразующими элементами. В этих сталях (низкоуглеродистых) скорость бейнитного превращения при 300—400° оказывается существенно более высокой, чем скорость перлитного распада (500—600°) (см. фиг. 251,6). Поэтому при закалке следует ускорять охлаждение в нижнем районе температур (при 300—400°), чтобы избежать бейнитного превращения. [c.266]

Большинство легирующих элементов, растворенных в аустените, как и углерод, снижают температуру начала мартенситного превращения и увеличивают количество остаточного аустенита. Понижают температуру Л/д никель, хром и особенно марганец. Если точка Л/ легированной стали находится ниже О °С, как, например у стали с С = 0,9 % и Мп = 5 %, то закалка фиксирует аустенит при 20 °С. [c.56]

Особенности термической обработки легированной стали. Введение большинства легирующих элементов определяет повышение точек Ах и Аз в сравнении с их положением для углеродистой стали, поэтому температура нагрева легированной стали для закалки выше. Легированные стали имеют меньшую теплопроводность и требуют замедленного нагрева и более продолжительной выдержки для аустенизации в сравнении с углеродистой сталью. Все легирующие элементы (за исключением кобальта) уменьшают критическую скорость закалки, т. е. увеличивают инкубационный период переохлажденного аустенита ( сдвигают вправо кривые на диаграммах изотермического превращения) это определяет увеличение прокаливаемости заготовок. Карбидообразующие элементы, кроме того, определяют по диаграмме изотермического превращения две области 1 и 3 (рис. 75, б) минимальной устойчивости аустенита и область 2 между ними повышенной его устойчивости. Увеличение устойчивости переохлажденного аустенита обеспечивает возможность получения структуры мартенсита при закалке охлаждением в масле, на воздухе и в горячих средах. [c.112]

Особенности закалки и отпуска легированных сталей определяют ся действием легирующих элементов на кинетику процессов фазовых превращений. Температура нагрева под закалку назначается не только в зависимости от положения критических точек при нагреве, но и с учетом кинетики растворения карбидов. Карбиды легирующих элементов труднее, чем РезС, растворяются в аустените и поэтому требуют повышения температуры нагрева под закалку и более длительных выдержек при температуре нагрева. Увеличение устойчивости переохлажденного аустенита в легированных сталях облегчает проведение операции охлаждения при закалке, позволяя получать более глубокую прокаливаемость даже при малых скоростях охлаждения. Применение в качестве охлаждающих сред вместо 92 [c.92]

В случае доэвтектондной или заэвтектоидной легированных сталей на диаграмме изотермического распада переохлажденного аустенита, так же как и углеродистой стали, появляется добавочная линия, соответствующая началу выделения избыточного легированного феррита или карбида. Перлитное превращение в сталях, легированных карбидообразующими элементами, сводится к полиморфному превращению у а и диффузионному перераспределению углерода и легирующих элементов, что приводит к образованию перлита (легированный феррит Ь легированный цементит). Особенность промежуточного превращения в легированных сталях заключается в том, что оно не идет до конца. Часть аустенита, обогащенного угеро- [c.178]

Особенность промежуточного превращения в легированных сталях заключается в том, что оно не идет до конца. Часть аустенита, обогащенного углеродом, при изотермической выдержке не распадается и при дальнейшем понижении температуры превращается в мартенсит или даже не претерпевает этого превращения. Таким образом, в результате промежуточного превращения легированная сталь получает структуру, состоящую из бейнита (игольчатого троостита) и некоторого количества мартенсита или нерас-павшегося аустенита. [c.182]

Отличия превращений при отпуске закаленных легированных сталей носят не качественный, а количественный характер границы температурных интервалов превращения при отпуске легированных сталей сдвигаются в область более высоких температур. Особенно сильное действие оказывают в этом отношении карбидообразующие элементы (Сг, , Мо, V). В частности, повышается до 350—450°, а в сложнолегированных хромовольфрамованадиевых сталях до 600° превращение тетрагонального мартенсита в отпущенный мартенсит. Легирующие элементы повышают также температуры начала и конца распада остаточного аустенита. Особенно сильно в этом отношении действие марганца и хрома. Карбидообразующие элементы и кремний повышают и температуру рекристаллизации феррита и оказывают тормозящее действие на процесс коагуляции карбидов. [c.80]

Измерения параметров кристаллизации 1ЮЗВ0ЛИЛИ найти некоторые особенности влияния легирующих элементов на кинетику перлитного превращения аустенита [10]. Легирование хромом значительно понижает величину параметров кристаллизации (с. р, и с. 3. ц.) по сравнению с эвтектоидной углеродистой сталью при более или менее значительном переохлаждении. Так, значение с. р. при величине переохлаждения Д7 = 90° для углеродистой эвтектоидной стали составляет порядка 10-2 мм/сек, а при легировании 3% Сг— 10-- мм/сек. Максимум на кривых зависимости с. р. и с. 3. ц. от переохлаждения <( макс ) при легировании хромом смещается к более высоким температурам и меньшей величине переохлаждения (ДГ). В углеродистой стали <макс= 560° ДГ = 160° А хромистой стали i макс = 660—680° ДГ = = 65-80°. [c.605]

В процессе последующего превращения аустенита в околошовной зоне развиваются небольшие сжимающие деформации и напряжения. Величина их в легированных сталях больше, чем в малоуглеродистых (см. рис. 12, б и в). Одновременно с понижением температуры начала превращения аустенита в мартенситную область (особенно ниже 350°) восстановление растягивающих продольных напряжений к моменту полного выравнивания температуры становится маловероятным. Например, в сталях 25ХН4, 35СГ и 50ХВС возникают даже заметные сжимающие напряжения. [c.47]

После испытания на трение скольжения хромистой стали (157о Сг), легированной Мо, Mo+W и Mn-bNi-f u, в поверхностных слоях происходят превращения у- а и а у, измельчение блоков, увеличение плотности дислокаций и др. Степень и характер изменения структурных превращений по глубине слоя зависят от природы легирования аустенита. Для повышения износостойкости сталей такого типа целесообразно легирование аустенитообразующими элементами (особенно марганцем, понижающим энергию дефекта упаковки), а также сильными карбидообразующими элементами (W, Мо), измельчающими структуру и препятствующими развитию рекристаллизации в наклепанном аустените [10]. Можно считать установленным, что если в процессе работы не происходит превращения остаточного аустенита в высокопрочный мартенсит, то в условиях абразивного износа он значительно легче срезается и уносится абразивными частицами. [c.24]

Уменьшение объемной линейной) деформации. Увеличение количества остаточного аустенита в результате закалки с повышенных температур или изотермической закалки уменьшает объемную (линейную) деформацию. Использование этого способа ограничено он пригоден для небольшого числа сталей, в основном быстрорежущих и в меньшей степени штамповых ледебуритных и некоторых заэв-тектоидных, особенно легированных марганцем. Целесообразнее использовать изотермическую закалку, поскольку увеличение количества аустенита при повышении температуры закалки ведет к одновременному росту концентрации углерода в мартенсите и усилению деформации, а также к ухудшению прочности и вязкости вследствие роста зерна. Кроме того, для уменьшения объемной (лппепной Ieфopмaции применяют закалку из температурной области фазового превращения. [c.386]

Анализируя процессы превращения при непрерывном охлаждении относительно мелкозернистого (при АДС и ЭЛС) и крупнозернистого (при ЭШС) аустенита, следует отметить следующие особенности механизма и кинетики его распада. В околошовном участке ЗТВ при снижении со 120 до 6 "С/с повышается устойчивость аустенита в области образования бейнита и мартенсита, снижаются температуры начала выделения доэвтектоидного феррита и бейнитного превращения. При длительности охлаждения 8oo-5oo > (характеристическая длительность до появления в структуре феррита) обособляется область образования видманштеттового феррита. Порядок реакции п и величина кажущейся энергии активации Q составляют соответственно 1,8 и 134,3 кДж/моль (АДС, ЭЛС) 1,1 и 107,9 кДж/моль (ЭШС стали 09Г2С). Уменьшается число центров кристаллизации, а скорость роста кристаллов увеличивается. При этом в сталях системы легирования Si—Мп отмечается увеличение в 1,4—1,9 раза размера действительного зерна феррита при совпадающих значениях параметра Tgno-soo- [c.97]

Чем выше степень гомогенизации бывшего аустенитного зерна, особенно в сталях, легированных карбидообразующими элементами, тем более близки по размеру и выделяющиеся при последующем отпуске карбиды и тем равномернее их распределение. Отмеченное обстоятельство противодействует тенденции к снижению ударной вязкости металлй в результате увеличения размера зерна при сварочном нагреве с возрастанием длительности пребывания Тс, если гте 5оо < Тц и тем белее меньше т . м и Тк. б, т. е, длительностей, соответсгзующих концу мартенситного и бейнитного превращений аустенита- [c.129]

Существенное увеличение влияния превращения аустенита на величину и знак остаточных внутренних деформаций и особенно напряжений при переходе от малоуглеродистых к легированным сталям в сравнении со сталью ОХ18Н9Т обусловлено тремя основными причинами [c.47]

В многокомпонентных сплавах железа, особенно с углеродом (стали), кинетика превращения усложняется в связи с появлением промежуточного превращения. Например, в стали с 1% Сг с увеличением углерода от 0,04 до 0,18 и особенно до 0,27% постепенно все более и более четко обрисовывается область промежуточного превращения. При содержании углерода более 0,35% эта область отделяется от области перлитного превращения, а при 0,46% С от нее в свою очередь отделяется область мартенситного превращения. Такой же характер превращения имеет место и в сталях с 2 и 3% Сг. В стали, легированной 4% Ni, увеличение содержания углерода с 0,15 до 0,6% приводит к снижению области диффузионного превращения и отделению и смещению области мартенситного превращения ниже 300—200°. Марганец (1,5%) действует аналогично никелю. Молибден оказывает противоположное влияние. В стали с 0,44— 0,69% Мо увеличение содержания углерода от 0,08 до 0,47% обособляет область перлитного превращения, но не ра.зделяет области промежуточного и мартенситного превращения. Общие температурные интервалы превращения аустенита при этом изменяются мало. [c.140]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...