Превращения, происходящие в стали при охлаждении

Для анализа превращений, происходящих в стали при охлаждении, пользуются диаграммой изотермического распада аустенита (рис. 72), которая является основой при выборе способа охлажде- [c.123]

Превращения, происходящие в стали при охлаждении [c.114]

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]

Выше рассматривались фазовые превращения, происходящие в стали при медленном охлаждении из аустенитного состояния (см. 4.3). [c.165]

В первом из своих исследований Д. К. Чернов высказал взгляды на превращения, происходящие в стали во время нагревания и охлаждения, и указал, что эти превращения происходят при определенных температурах, находящихся в зависимости от химического состава стали. Эти температуры были названы им особенными точками и обозначены буквами а и 6. [c.185]

Наиболее важным примером является превращение а-железа в у-же-лезо, происходящее в стали при температуре около 900° С и вызывающее изменение объема, величина которого зависит также от скорости изменения температуры. Техническое армко-железо при нагревании вплоть до 900° С и переходе через эту температуру обнаруживает внезапное уменьшение удельного объема на 0,004, а при охлаждении, когда проходится температура 905°С, — увеличение на 0,006, или примерно на 1/2%. Мгновенные изменения объема этого порядка величины при охлаждении должны рассматриваться как большие, даже если их сравнивать с уменьшением объема вследствие полного температурного сокращения в стали, которое при падении температуры от 900° С до комнатной (20° С) составляет 0,0375. Таким образом, прп превращении у-а объемное увеличение составляет менее одной шестой названного полного сокращения. [c.461]

Превращения при охлаждении стали из аустенитного состояния. Левая нижняя часть диаграммы приведена на фиг. 138. Она характеризует превращения, происходящие в сталях. Как мы видели выше, в результате первичной кристаллизации стали получают структуру, состоящую только из одного аустенита. Эта часть диаграммы охватывает стали с содержанием углерода до 1,7%. В зависимости от содержания углерода конечная структура в сталях будет различной. [c.154]

Превращения, происходящие в сплавах железа с углеродом, обратимы. Если структура эвтектоидной стали (0,8% С) при охлаждении ниже 723° С превращается из аустенита в перлит, то в процессе нагревания при 723° С произойдет обратное превращение — перлита в аустенит. В обратном порядке происходят при нагревании структурные превращения в до- и заэвтектоидных сталях. [c.38]

Как мы уже рассмотрели первичная структура стали, включает зерна аустенита. Она сохраняется до линии GSE (рис. 4.2 и 4.3). Указанная линия соответствует температурам, при которых начинается вторичная кристаллизация сталей различного состава. Линия PSK характеризует температуру, при которой завершаются процессы вторичной кристаллизации. Для сталей, представленных на диаграмме, эта температура равна 727 °С. При температурах ниже 727 °С существенных превращений в сталях не наблюдается, структура, полученная при 727 °С, сохраняется при дальнейшем охлаждении сплава (вплоть до комнатной температуры). Линия PSK называется эвтектоидной. Точка S диаграммы соответствует составу эвтектоида — перлиту. Какие структурные превращения претерпевает сталь при твердом состоянии Начнем изучение этих превращений с линии GS (рис. 4.3). Точка G соответствует превращениям, происходящим в чистом железе при 911 °С. Из предыдущего известно, что при этой температуре Y-железо переходит в а-железо. У сталей этот процесс также происходит, но ввиду того, что в решетке у-железа имеется то или иное количество углерода, он протекает при более низких температурах, чем у чистого железа. [c.64]

Превращения, происходящие в структуре стали при охлаждении [c.121]

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]

Начатое более полувека назад Д. К- Черновым изучение процесса образования закаленного состояния стали было продолжено в 30-х годах нашего века трудами Уральской школы металловедов и особенно последними работами Г. В. Курдюмова и его сотрудников. Эти работы подтвердили намеченную Д. К- Черновым схему, согласно которой возникновение закаленного состояния — мартенситное превращение — происходит при определенной температуре, отвечающей точке d. При этом если остановить охлаждение на несколько градусов ниже точки начала мартенситного превращения М , т. е. выше точки Мк, то вследствие нарушения связи между растущей иглой мартенсита и окружающим аустенитом ее рост прекращается, следовательно, останавливается мартенситное превращение и часть аустенита сохраняется (остаточный аустенит). Чем больше содержание углерода в стали, тем ниже точки М и Мк и тем больше сохраняется остаточного аустенита. Мартенситное превращение, происходящее в упругой среде при невысоких температурах (ниже точки М ) является бездиффузионным атомы могут смещаться лишь на доли ангстрема (10" си) без обмена местами в решетке состояние твердого раствора сохраняется происходит только упорядоченная перестройка решетки. Образование и рост зародыша (фиг. 121, а) мартенсита происходит с громадной скоростью, вызывает напряжения и упругую деформацию решетки исходного аустенита, которые ведут к отрыву кристалла мартенсита от основной фазы (фиг. 121, б). В результате рост кристаллов (игл) мартенсита останавливается. Мартенситное превращение усиливается вследствие пла тической деформации [c.183]

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]

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]

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]

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]

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]

Образование карбидов хрома, обусловленное фазовыми превращениями, происходящими при нагревании или охлаждении стали, протекает на границах зерен. Это приводит к ослаблению связи между зернами и к обеднению пограничных зон хромом до такого содержания, при котором теряется присущая стали коррозионная стойкость агрессивная среда начинает проникать в глубь металла, в результате чего возникает межкристаллитная коррозия. [c.97]

Закалка стали и образование неравновесных состояний. Выше указывалось, что в результате быстрого охлаждения сплава, предварительно нагретого выше точки превращения в твердом состоянии, получается неравновесное состояние. Такое неравновесное состояние сплава получается потому, что происходящие при этом в твердом состоянии фазовые превращения полностью или частично не успеют совершиться при нормальной для них температуре. [c.179]

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]

Диаграмма состояния железо—углерод показывает превращения, происходящие при различных температурах в железоуглеродистых сплавах в условиях медленного охлаждения (рис. 20). Из диаграммы состояния железо— углерод следует, что структура стали в равновесном состоянии определяется содержанием углерода. [c.59]

Для анализа превращений, происходящих в стали при охлаждении, применяют диаграмму изотермического распада аустенита (рис. 70). На этой диаграмме по вертикальной оси откладывают температуры, а по горизонтальной — время. Пунктирная прямая, проведенная при температуре 723° С, служит границей устойчивого аустенита. При температуре выше 723° С аустенит в эвтектоидной стали может существовать бесконечно долго. Диаграмму строят по результатам исследования изменения структуры стали при изотермических выдержках. На диаграмме проводят горизонтальные линии, соответствующие температурам изотермических выдержек. На них откладывают время до начала и время до конца распада. Затем точки, соответствующие началу и концу распада, соединяют кривыми. Время до начала и до конца распада определяют по твердости после изотермической выдержки и закалки на основании исследования микроструктуры и при помощи магнитотермического метода. [c.129]

Кривую охлаждения можно представить в виде ступенчатой линии с горизонтальными ступенями бесконечно малых размеров. При наложении кривых охлаждения на диаграмму изотермического распада аустенита допускают, что время выдержки в течение одного и того же бесконечно малого промежутка dx при температурах, близких к Ль и при температурах в районе выступа кривой начала распада приводит к -одним и тем же превращениям. Но это не так. Длительность инкубационного периода при температурах, близких к Л], во много раз больше, чем в районе выступа кривой. Поэтому диаграммой изотермического распада аустенита можно пользоваться только для приближенной оценки превращений, происходящих в стали при непрерывном охлаждении. Ступеньки равной лродолжнтельности при разных температурах обеспечивают ра зличиую подготовку превращения. [c.134]

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]

В настоящее время многие важнейшие области науки о металле успешно развиваются новыми отраслями науки — физикой твердого тела и физикой металлов. В этом отношении примечательны работы I звe тнoгo советского металловеда и специалиста в области физики металлов акад. Георгия Вячеславовича Курдюмова, ныне директора Института физики твердого тела АН СССР. Акад. Кур-дюмов многие годы успешно изучает фазовые превращения в металлах и сплавах при их нагревании и охлаждении. Им открыты важные закономерности, происходящие в стали при ее зака.тке и отпуске, многое сделано в области изучения кристаллической структуры стали, особенно на уровне кристаллических решеток, т. е. в масштабах, близких к расстоянию между атомами. Возможности для таких исследований открыло применение в современном металловедении рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии и других методов. [c.221]

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]

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]

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]

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]

Во всем многобразип превращений, происходящих при термической обработке стали, решающее значение имеют твердые растворы углерода в у- и а-железе (называемые, соответственно, аустенит и феррит), а также тот факт, что растворимость его в ГЦК у-железе значительно больше, чем в ОЦК -модификации. Поэтому при охлаждении, приводящем к у -превращению, появляются пересыщенные углеродом мартенситные фазы [15], имеющие, как было отмечено выше, пскалченпую тетрагональную решетку, или продукты распада аустенита — феррит и цементит, нредставляющий собою карбид нсе-леза. [c.16]

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]

Доэвтектоидные стали содержат более 0,02%, но менее 0,8% углерода. Структура доэвтектоид-ных сталей состоит из феррита и перлита. Рассмотрим в соответствии с диаграммой состояния железо — углерод фазовые превращения, происходящие при медленном охлаждении из аустенитной области, в доэвтектоидной стали, содержащей 0,4% С. Ш / [c.107]

Рассмотрим в соответствии с диагра.ммой состояния железо — углерод фазовые превращения, происходящие при медленном охлаждении из аустенитной области, в заэвтектоидпой стали, со-дерл<ащей 1,2% С. [c.109]

Наличие большого количества флокенов в дисках, полученных по варианту I технологии, объясняется тем, что сталь 34ХНЗМ обладает весьма высокой устойчивостью аустенита в перлитной области и поэтому при медленном охлаждении- с 850° аустенит ее переохлаждается до бейнитной области. Превращение же в бейнитной области, происходящее при пониженных температурах (ниже 450°), вызывает появление больших напряжений, которые при суммировании с напряжениями выделившегося водорода, при наличии охрупченности и высокой твердости основного металла, в конечном счете явились причиной появления флокенов. Наличие флокенов в поковках, откованных по варианту IV, объясняется недостаточной длительностью изотермической выдержки. [c.93]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...