Превращения, происходящие в стали при нагреве

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]

Основоположником металловедения является крупный русский ученый Д. К. Чернов (1839—1921), который, работая на Обуховском заводе, в 1868 г. опубликовал результаты своих исследований по превращениям, происходящим в стали при нагреве. Д. К. Чернов установил, что при определенных температурах нагрева, названных критическими точками, в стали происходят внутренние превращения, изменяющие ее строение и свойства, и что сталь имеет критические точки ( 1 и Аз). Д. К. Чернов показал, что положение критических точек изменяется в зависимости от содержания углерода, и впервые изобразил графически очертания важнейших линий диаграммы железо — углерод. [c.4]

Превращения, происходящие в стали при нагреве [c.113]

Углеродистая сталь после закалки имеет структуру феррит + мартенсит +аустенит остаточный. Проведите на диаграмме состояния железо-цементит ординату, соответствующую этой стали ( примерно ) и укажите температуру нагрева, с которой была проведена закалка. Опишите превращения, происходящие в стали при закалке с этой температуры. [c.15]

Рассмотрим превращения, происходящие в стали с различным содержанием углерода при ее нагреве от комнатной до температур выше критических точек. При нагреве доэвтектоидной стали до температурной области между критическими точками Л , и А , сталь будет состоять из феррита и аустенита. При дальнейшем нагреве (выше точки Лс ) структура этой стали станет чисто аустенитной. Ниже точки Ас, (727°С) доэвтектоидная сталь состоит из феррита и перлита нагрев выше этой точки приводит к превращению перлита в аустенит. [c.107]

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]

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]

Мартенсит закалки — неравновесная (метастабильная) структура, сохраняющаяся благодаря малой подвижности атомов при низких температурах. При закалке в изделиях всегда возникают большие внутренние напряжения ввиду объемных изменений. Для получения более равновесного состояния после закалки изделия подвергают отпуску, нагревая до температур ниже Ас - Изучая процессы, происходящие в закаленной стали при нагреве, наиболее часто пользуются прибором — дилатометром. В прибор помещают два одинаковых по размерам образца из одной и той же стали. Один из образцов находится в отожженном, другой — в закаленном состояниях. При нагревании до температур ниже Ас- в отожженном образце никаких превращений не происходит, его размеры изменяются только за счет теплового расширения, а в закаленном образце совершаются и структурные превращения, сопровождающиеся изменениями объема. Прибор дифференциальный, он показывает только те изменения размеров, которые происходят в закаленном образце [c.189]

Структурные превращения, происходящие в закаленной стали при ее нагреве ниже A i, рассмотрены в гл. 6. [c.201]

ТЕРМИЧЕСКАЯ И ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА 1. Превращения, происходящие в структуре стали при нагреве [c.113]

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]

Сказанное легко объяснить на основании того, что нам известно из рассмотрения превращений, происходящих в быстрорежущих сталях при их нагреве. При недогреве (фиг. 153) не получается максимально возможного растворения карбидов в твердом растворе если недогрев был вызван низкой температурой закалки, то значит достигнутая при этой пониженной температуре степень растворимости карбидов меньше той, которая может быть достиг- [c.251]

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]

Изучение процессов, происходящих в закаленной стали при нагреве производится с помощью дилатометрических кривых. Для их построения используют специальные приборы — дилатометры, в которые помещают испытуемый закаленный образец и образец той же стали в отожженном состоянии. В отожженном образце при нагреве до температур ниже Ас превращения не имеют места и его размеры меняются только от теплового расширения. Поэтому дилатометрическая кривая фиксирует только превращения при отпуске закаленной стали (рис. 107). [c.155]

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]

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]

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]

Индукционный нагрев под закалку, с технологической точки зрения, необходимо характеризовать термическими параметрами, так как они обусловливают характер и интенсивность фазовых превращений, происходящих при нагреве стали [10]. Такими параметрами являются средняя скорость нагрева в области фазовых превращений Уф и конечная температура % [c.248]

Различают четыре основных превращения, происходящих при нагреве закаленной стали. В результате изменения состава стали и времени выдержки при отпуске происходит смещение температурных интервалов этих превращений, однако сущность процессов остается неизменной. [c.190]

Рассмотрим превращения, происходящие при нагреве в закаленной на мартенсит стали. [c.144]

Иногда влияние закалки на графитизацию связывают с карбидными превращениями, происходящими при нагреве предварительно закаленных сплавов [101, 102]. Это предположение можно проверить экспериментально. Если обычную закалку заменить изотермической, то микротрещины не образуются. Карбидные же превращения при последующем нагреве происходят так же, как и в обычно закаленной стали, В работах [99, 100] показано, [c.137]

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]

Для изучения особенностей ос -> -у-превращення в различных условиях нагрева был привлечен высокотемпературный рентгеноструктурный анализ, позволивший регистрировать а- и 7-фазы непосредственно в процессе фазового перехода. Рентгенограммы снимали в железном излучении. При этом фиксировались отражения (2 0) а-фазы и (222) 7-фазы. Исследование вьтолнялось на закаленных сталях, в которых четко регистрировалась внутризеренная текстура [ 106]. Для характеристики изменений, происходящих в сталях при нагреве, проводили фотометрирование текстурных максимумов вдоль кольца. Сопоставление фотометрических кривых одного и того же максимума в исходном (закаленном) состоянии и после съемки при разных температурах позволяет судить об изменении субструктуры а- и 7-фаз. [c.92]

Дефекты и брак закалки. При оггжите и нормализации главными видами брака являются всевозможные недостатки нагрева— перегрев, недогрев, неравяоме1р ый нагрев, а также обезуглероживание поверхностныл слоев изделий под окислительным действием печной атмосферы. В современной технологии термической обработки эти веды брака практически изжиты, поскольку пирометрический контроль достиг высокой степени совершенства, и все больше и больше внедряются в производство нейтральные и защитные атмосферы при нагреве в печах. Дефекты же закалки очень специфичны, поскольку они обусловлены природой превращений, происходящих В стали при быстром О Х-лаждении. [c.175]

Если закаленную сталь, имеющую структуру мартенсита, нагревать до температур, не превышающих критической точки А =723° С, то благодаря увеличивающейся при нагреве подвижности атомов углерода избыточное их количество получает возможность выйти из тетрагональной решетки мартенсита. По мере выхода атомов углеродов тетрагональность решетки твердого раствора уменьшается, и она будет приближаться к кубической решетке феррита. Вышедшие из решетки атомы углерода будут образовывать цементитные частицы. Все эти процессы находятся в основе структурных превращений, происходящих в стали при отпуске. Отпуск стал л может привести к переходу неравновесной структуры мартенсита в равновесную ферритно-цемен-титную смесь. Естественно, что если в стали данного состава равновесная структура ферритно-цементитной смеси образуется при какой-то (обычно достаточно высокой, порядка 600—700 С) температуре Г), то при температурах отпуска ниже 1 имеет место образование промежуточных между мартенситом и равновесной ферритно-цементитной смесью структур. Эти структуры также неравновесные, но степень этой неравно-весности меньше, чем у мартенсита. [c.107]

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]

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]

Влияние химического состава на изменение свойств металлов и сплавов связано с фазовыми превращениями, происходящими в них в процессе горячей деформации. В зависимости от химического состава изменяется при нагреве критическая температура роста зерна. Исследованиями [1] установлено, что начало интенситаого роста зерна феррита наступает при 1200°С, для низкоуглеродистой стали (0,12% С)—при 1250°С, а для хромоникелевой стали (0,23%С)—при 1150°С. [c.5]

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]

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]

Единственное исключение из этой закономерности превращение ОЦК -Fe-> ГЦК 5-Fe, происходящее при нагреве выше 911°С, которое лежит в основе термической обработки стали и чугуна. Однако при 1394°С происходит нормальное превращение ГЦК y-Fe -> ОЦК 5-Fe, связанное с термическим расщеплением Зй/ -оболочки, Уникальный переход обусловлен наличием у Fe четьфсх не спаренных Зс/- орбиталей, определяющих магнитный. момент на атоме Fe, и двух расщепленных Зй -орбиталей. Перекрытие таких Зй -оболочек и обусловливает ОЦК структуру а -Fe при те.мпературах ниже 911°С, Переход а -Fe y-Fe связан t ферро.магнитным состояние 1 железа при температурах ниже 768°С и антиферромагнитным состоянием а (P)-Fe в интервале температур 768-911°С. При 911°С происходит переход антиферро-магнитного ОЦК нм (P)-Fe в парамагнитное ГЦК y-Fe и, следовательно, это превращение не представляет исключения из общей последовательности переходов. [c.35]

Рассмотрим превращения, происходящие при нагреве в сталях с различной исходной равновесной структурой феррит и перлит в доэвтекто-идных сталях, перлит в эвтектоидной стали, перлит с вторичным цементитом в заэвтектоидных сталях. [c.163]

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]

В частности, в сталях отпуск заключается в нагреве после закалки (чаше всего на мартенсито-аустенит) не свыше точки Ас . Состояния, получаемые при этом в зависимости от температуры нагрева, определяются теми превращениями, которые были установлены многочисленными исследованиями с применением различных методов, особенно рентге1Юграфического. Хотя состояния отпуска сменяются непрерывно по мере нагрева закаленной стали, но различают обычно три стадии или этапа отпуска в связи с происходящими превращениями и процессами. [c.236]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...