Неравновесные структуры стали

Особенно сильно сказывается влияние углерода при неравновесной структуре стали. После закалки на мартенсит временное сопротивление легированных сталей резко увеличивается с ростом углерода и достигает максимального значения при 0,4% С (рис. 4.7). [c.81]

Влияние углерода еще более значительно при неравновесной структуре стали. После закалки на мартенсит временное сопротивление сталей [c.240]

Неравновесные структуры стали. Мартенсит является структурой закаленной стали, образующейся в результате бездиффузионных полиморфных превращений, приводящих к получению пересыщенного и в связи с этим искаженного твердого раствора углерода в а-модификации железа. Эти искажения связаны с образованием неравновесной тетрагональной объемноцентрированной реи]етки. При рассмотрении структуры закаленной стали под микроскопом мартенсит имеет специфичную игольчатую форму (фиг. 13) мартенсит отличается высокой твердостью (Яд = 600 650), малой пластичностью и вязкостью. [c.107]

Неравновесные структуры стали [c.28]

Описание неравновесных структур стали приведено в табл. 19. [c.48]

Для получения неравновесных структур сталь необходимо нагревать, до температур, отвечающих области существования аустенита для доэвтектоидной стали и области аустенита и цементита для заэвтектоидной стали, и затем охлаждать с определенной повышенной скоростью. [c.253]

Закалка состоит в нагревании детали выше температуры превращения А -, и последующем быстром охлаждении. В результате закалки получается неравновесная структура стали с максимальными значениями прочности и твердости, с резким понижением вязкости. [c.106]

Для получения высокой коэрцитивной силы стали должны иметь неравновесную структуру, обычно — мартенсит с высокой плотностью дефектов строения. [c.307]

Изменения свойств стали при закалке являются результатом образования неравновесных структур мартенсита, тростита, сорбита. Закалка основана на фазовых превращениях при нагреве и охлаждении. Быстрое охлаждение стали при закалке предотвращает превращение аустенита в перлит, вследствие чего и образуется одна из промежуточных структур распада аустенита мартенсит, тростит или сорбит. Применяя различные охладители при закалке, можно подобрать определенную скорость охлаждения, необходимую для получения требуемых структуры и свойств. [c.118]

Роль легированного феррита в упрочнении стали возрастает, если сталь имеет неравновесную структуру (после закалки и отпуска) и содержит малое количество углерода. При повышении содержания в стали углерода роль легированного феррита в повышении прочности становится меньше и важное значение приобретают степень дисперсности, количество, форма и распределение фаз. [c.16]

Диаграмма состояния позволяет анализировать превращения, которые совершаются в сталях при медленном охлаждении и при медленном нагревании. При быстрых изменениях температуры происходит запаздывание превращений, могут образовываться другие, неравновесные структуры. Свойства стали зависят от структуры. Этим 38 [c.38]

При закалке сплавов из цветных металлов получается неравновесная структура твердые растворы в отличие от закаленной стали обладают наименьшей твердостью. [c.408]

Закалка — самый распространенный вид термической обработки, состоящий в нагреве стали до оптимальной температуры, выдержке при этой температуре и последующем быстром охлаждении в целях получения неравновесной структуры (рис. 50). Закаливают практически все детали машин и механизмов, инструмент и штампы. В результате закалки повышаются прочность, твердость, сопротивление износу (износостойкость) и предел упругости, однако при этом понижается пластичность стали. [c.253]

Операция термической обработки, заключающаяся в нагреве стали до температуры, находящейся в критическом интервале или выше него, выдержке при этой температуре и быстром охлаждении, называется закалкой стали. В результате получаются неравновесные структуры, так как быстрое охлаждение препятствует диффузионному протеканию фазовых превращений. Для углеродистой стали [c.401]

Высокий отпуск (для уменьшения твердости) После горячей механической обработки ста.чь чаще имеет. мелкое зерно и удовлетворительную микроструктуру, поэтому не требуется фазовой перекристаллизации (отжига). Но вследствие ускоренного охлаждения после прокатки или другой горячей обработки легированные стали имеют неравновесную структуру — сорбит, троостит, бей-нкт или мартенсит — и, как следствие этого, высокую твердость. Для снижения твердости на металлургических заводах сортовой прокат подвергают высокому отпуску при 650—700 С (несколько ниже точки Л,) в течение 3—15 ч и последующему охлаждению. При нагреве до указанных температур происходят процессы распада мартенсита н (или) бейнита, коагуляция и сфероидизация карбидов к в итоге снижается твердость. Углеродистые стали подвергают высокому отпуску в тех случаях, когда они предназначаются для обработки резанием, холодной высадки или волочения. Высокий отпуск снижает твердость до требуемых значений и обеспечивает опти.мальную для обработки резанием микроструктуру — феррит н смесь зернистого и пластинчатого перлита. После высокотемпературного отпуска доэвтектоидная сталь лучше обрабатывается резанием, чем после полного отжига (см. с. 194), когда структура — обособленные участки феррита и перлита. Структурно свободный феррит налипает на кромку инстру.мента, ухудшает качество поверхности изделия, снижает теплоотдачу, и поэтому снижает скорость резания и стойкость инструмента. Для высоколегированных сталей, у которых практически не отмечается перлитного превращения, высокий отпуск является единственной термической обработкой, позволяющей снизить их твердость. [c.193]

Закалка. Исторически сложившееся понятие закалка предполагает такую термообработку, при которой сталь приобретает неравновесную структуру, что прежде всего выражается в повышении твердости стали. В связи с этим к закалке можно отнести термообработку на сорбит, тростит, бейнит и мартенсит. Степень неравновесности продуктов закалки с увеличением скорости охлаждения повышается и возрастает от сорбита к мартенситу. [c.113]

Наличие неравновесных структур закалки крайне нежелательно с точки зрения работоспособности сварного соединения при высоких температурах. Поэтому сварку труб поверхностей нагрева и трубопроводов, работающих под давлением, согласно Инструкции по ручной электродуговой сварке труб из углеродистых и низколегированных сталей, можно проводить в зимних условиях только с предварительным и сопутствующим подогревом. В случае мороза ниже —20° С сварочные работы на трубопроводах и поверхностях нагрева на открытых монтажных площадках проводить нельзя. Трубы из легированных сталей нельзя сваривать при температуре ниже —10° С. Сварку и прихватку стыков трубопроводов и труб котлов в зимних условиях при температуре окружающего воздуха ниже 0° С следует проводить в соответствии с указаниями, приведенными в табл. 6. [c.243]

В описанных результатах наибольший интерес представляет не сам факт ускорения а -> 7-превращения в сталях с неравновесными структурами, а образование значительно большего, чем вытекает из диаграммы состояния, количества аустенита. Ускорение а -> 7-превращения в сталях по мере измельчения структурных составляющих исходной ферри-то-карбидной смеси хорошо известно и обычно объясняется увеличением поверхности раздела ферритной и карбидной фаз, где образование аустенита считается наиболее вероятным. Однако с этих позиций нельзя объ- [c.42]

Данные о смещении критической точки Ас при нагреве стали с неравновесными структурами можно использовать для оценки плотности дислокаций, вызвавших изменение условий протекания а - 7-превращения. Теоретическое рассмотрение этого вопроса, выполненное в работе [ 65], показало, что в том случае, когда преимущественным видом дефектов являются дислокации, изменение температуры фазового равновесия определяется главным образом повышением внутренней энергии объекта. Величина смещения температуры фазового перехода STq в [c.48]

Изложенные данные о снижении критической точки A i в сталях с неравновесными структурами относились к изотермическому эксперименту, т.е. к случаю образования аустенита в условиях выдержки образцов после достижения заданной температуры. При непрерывном на- [c.50]

Определению критических точек при скоростном нагреве для различных исходных структур посвящено много работ с противоречивой трактовкой результатов, что в свое время вызвало дискуссию [ 2]. Систематически эти вопросы изучались киевскими исследователями [ 3]. Первоначально они пришли к выводу, что, хотя в стали с неравновесными структурами при одинаковой скорости нагрева а 7-превращение начинается раньше, чем в отожженной, температура A i все-таки не может стать ниже равновесной. После же работы [ 67] эти авторы тоже обнаружили для сталей с нестабильными структурами значительное смещение A i ниже равновесной температуры при непрерывном нагреве. Однако в таких условиях нагрева начало а 7-превращения ниже равновесной точки A t регистрируется лишь в узком интервале скоростей нагрева — от 50 до 600°С/мин. При больших же скоростях этот эффект, как пишут авторы, вырождается [ 68], что, по их мнению, объясняется подавлением релаксационных процессов. Вследствие этого избыточная энергия, внесенная дислокациями, остается неизменной в обеих фазах (Ua = Uy), а следовательно, как видно из рис. 17, не смещается и Го- [c.50]

Как видно из рис. 15, метастабильный аустенит, образующийся при нагреве сталей с неравновесными структурами, весьма устойчив. В компактных объектах уменьшение количества 7-фазы начинается только спустя 2 ч. Нужно подчеркнуть, что этот процесс не связан с растворением карбидной фазы, завершающимся уже в первые полчаса вьщержки. Количество аустенита столь велико, что после полного растворения карбидов его состав остается неравновесным. В данном случае, как отмечалось в гл. I, распад избыточного количества аустенита контролируется релаксацией искажений кристаллической решетки, снижающей термодинамический потенциал системы, что, в соответствии с (8) и (9), делает термодинамически невыгодным существование метастабильной 7-фазы. [c.55]

Закалка является основным видом упрочняющей термической обработки сталей и чугунов. При закалке детали нагревают выше критических температур, а затем охлаждают со скоростью, превышающей критическую. Под критической скоростью закалки понимают минимальную скорость охлаждения, обеспечивающую бездиффузионное превращение аустенита в мартенсит. Это позволяет получить неравновесную структуру с высокой твердостью, износостойкостью и прочностью. После закалки стали обычно следует отпуск, позволяющий снять термические напряжения и оптимизировать ее свойства. [c.51]

Легированные низкоуглеродистые стали по своей свариваемости мало отличаются от низкоуглеродистых конструкционных сталей. Однако они более склонны к росту зерна в околошовной зоне, а при высоких скоростях охлаждения в них могут появиться неравновесные структуры закалочного характера. [c.366]

Структуры стали — феррит, перлит и цементит — устойчивы при комнатной температуре (их называют равновесными структурами). Однако они могут значительно изменяться в зависимости от условий нагрева и охлаждения. При определенном режиме тепловой обработки стали можно сохранить структурные составляющие, изменить форму или размеры зерен и таким путем получить зернистый перлит вместо пластинчатого или мелкопластинчатый перлит вместо крупнопластинчатого. С помощью термической обработки могут быть получены неустойчивые или неравновесные структуры. [c.169]

Если исходным является состояние закалки, отпуск в зоне развития обратимой отпускной хрупкости (400-600 0 сопровождается отчетливыми изменениями всех основных механических и физических свойств стали. Однако эти изменения не связаны с собственно процессом охрупчивания. Это становится очевидным, если наблюдать за именейием тех же свойств в результате выдержки в том же интервале температур, но после стабилизирующего неравновесную структуру стали высокого отпуска. По-видимому, только после такого стабилизирующего высокого отпуска или отжига, когда в результате последующей изотермической выдержки или медленного охлаждения в температурном интервале обратимой отпускной хрупкости не получают значительного развития процессы, характерные для отпуска закаленной стали, изменение склонности стали к хрупкому разрушению можно целиком считать эффектом развития обратимой отпускной хрупкости без участия неравновесных кинетических процессов. [c.16]

Стабилизация структуры увеличением длительности высокого отпус-/са. Переходные процессы, связанные в основном с карбидообразованием в температурном интервале развития обратимой отпускной хрупкости в неравновесной структуре стали, могут, в значительной степени влиять на кинетику зеднограничной сегрегации примесей, ускоряя достижение их равновесной зернограничной концентрации. Стабилизация структуры стали и увеличение степени полноты протекания карбидных превращений на этапе термической обработки, предшествующей развитию отпускной хрупкости, является одним из факторов, способствующих повышению стойкости стали к охрупчиванию [1 ]. [c.198]

На участке полной перекристаллизации (рис. 13.17,/б) в металле проходят процессы аустенитизации, роста зерна и перераспределения легирующих элементов и примесей. Аустенитиза-ция — переход Fe,. Fe . Этот переход для доэвтектоидных сталей происходит в интервале температур, причем в условиях неравновесного сварочного нагрева с большими скоростями он начинается и заканчивается при температурах более высоких, чем равновесные Ad и При нагреве до температур начала аустенитизации сталь получает структуру феррито-перлито-карбидной смеси. Переход в аустенитное состояние представляет собой фазовое превращение диффузионного типа. Превращение начинается на участках перлита. Зародыши аустенита образуются на межфазных поверхностях феррит—цементит. Поскольку на каждом участке перлита возникает несколько зародышей аустенита, превращение Fea-> Fe приводит к измельчению зерна. При росте зародышей зерен аустенита вместе с перестройкой ОЦК решетки в ГЦК решетку возникает новая кристаллографическая ориентация последней. В результате исчезают границы бывших аусте-нитных зерен и образуются новые границы при стыковке растущих зерен. После завершения этого процесса образуются так называемые начальные зерна аустенита. Чем дисперснее исходная структура стали, т. е. чем больше межфазная поверхность, на которой образуются зародыши зерен аустенита, тем меньше размер начального аустенитного зерна. [c.512]

Обычно процесс фазового превращения происходит столь медленно., что его можно считать равновесным. Однако возможны случаи чрезвычайно быстрых превращений с образованием неравновесных структур. Известно образование мартенситной фазы при быстром охлаждении (закалке) стали. В стали, имеющей в начале, т. е. при высокой температуре, аустенитную структуру с гранецентрированной кубической (ГЦК) решеткой, возникает мартенситная структура с тетрагональной объе,мно-центрированной кубической (ОЦК) решеткой. Л артенситные превращения наблюдаются и в других металлических сплавах, в которых возможны структуры с ГЦК или ОЦК и гексагональной плотно [c.238]

С повышением концентрации углерода в стали ее коррозионная стойкость снижается, снижается она и при переходе к более неравновесным структурам [16]. Из табл. 2 следует, что скорость коррозии по месту СОП с увеличением содержания углерода л 0,54 % закономерно воАрастает, при дальнейшем повышении концентрации углерода скорость коррозии уже не увеличивается. При содержании в стали углерода не бопее 0,84 % скорость коррозии на СОП для мартенситных структур всегда выше, чем для равновеснь1Х отожженых. Для сталей с большим содержанием углерода эта тенденция нарушается. [c.78]

Отпуск — процесс термообработки предварительно закаленной стали, обусловливающий получение более равновесных структур. Неравновесные структуры закалки — аустенит и мартенсит— да]от в соответствии с температурой отпуска более равновесные структуры отпуска — мартенсит отпуска, троосто-мартенсит, ipoo THT, троосто-сорбнт, сорбит. [c.677]

Сопротивление термической ус- 0,6 талости стали 12X1МФ возра- Ofi стает при увеличении степени неравновесности структуры, при этом большей долговечностью характеризуется бейнит, а меньшей— мартенсит. Такой характер зависимости долговечности от типа структуры объясняется тем, что по мере увеличения степени неравновесности структуры плотность дисклокаций и других дефектов кристаллической решетки возрастает, следовательно, увеличивается сопротивление деформированию зерен. Данный вывод применим главным образом для случаев классического усталостного транскристаллитного разрушения. [c.151]

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ МРТАСТАБИЛЬНОГО АУСТЕНИТА В СТАЛЯХ С НЕРАВНОВЕСНЫМИ СТРУКТУРАМИ [c.44]

Согласно (8), фазовый переход а -> 7 при нагреве сталей с неравновесными структурами будет иметь место, если Fy + Uyхимическая свободная энергия Fa < Fy> т. е. в равновесных условиях устойчива фаза а, в структуре, содержащей несовершенства, свободная энергия фазы а за счет слагаемого Ua может оказаться выше, чем у фазы у, что вызовет протекание фазового превращения. Смещение температуры фазвого перехода Tq при наличии в объекте дефектов иллюстрируется рис. 17 [ 65]. [c.46]

В работе [ 69] изучено влияние скорости нагрева на положение A i в условиях изотермического эксперимента. Образцы стали 20 после холодной прокатки (е = 50 %) нагревали до разных температур ниже 725°С со скоростями 500, 900, 3000 и 6000°С/мин. После вьщержки от двух до тридцати минут производилась закалка, и металлографическим методом определялась степень развития а 7-превращения. Исследования показали, что снижение критической точки A i наблюдается после нагрева деформированных образцов со всеми исследованными скоростями, причем при варьировании условий нагрева в указанных пределах фиксируется одна и та же температура начала образования аустенита ( 690°С). Следовательно, изменение скорости нагревает 500 до 6000°С/ /мин не приводит к заметным различиям в степени неравновесности структуры перед началом а 7-превращения, хотя некоторые отличия в кинетике его протекания в йроцессе изотермической выдержки наблюдаются. Так, при ускорении нагрева вначале имеет место некоторое отставание в развитии превращения. Однако после вьщержки в течение 10-15 мин для всех скоростей нагрева фиксируется одинаковое количество 7-фазы. [c.51]

При ускоренном нагреве (100°С/мин) процесс снятия искажений в значительной степени подавлен. В связи с этим в сталях с неравновесной структурой (закалка, деформация) аустенит образуется в локальных, наиболее искаженных областях, где свободная энергия матриць повьпиена (см. рис. S, 29). При медленном же нагреве дефекты, связанные с предысторией образцов, успевают в значительной степени сняться до начала превращения. В этих условиях возрастает роль поверхности раздела фаз, создающей благоприятные условия для образования заро- [c.119]

Сопротивление ползучести металла сварного шва, как и механические свойства, зависит от способа его выполнения и жесткости соединения, определяющих характер неравновесности структуры и степень развития субструктуры. На рис. 29 приведены первичные кривые ползучести при температуре 565° С и напряжении 20 кгс1мм металла сварного шва композиции 1МФХ, выполненного наплавкой в уго.яок и сваркой стыка двух пластин толщиной 30 мм (рис. 25). Там же для сравнения показана кривая ползучести стали 12МФХ. Для обоих типов сварных швов стадия" пе-установившейся ползучести развита заметно меньше, чем у основ- [c.49]

Магнитнотвердые стали и сплавы предназначены для изготовления постоянных магнитов. Эти материалы трудно намагничиваются, но способы длительное время сохранять намагниченность, т.е. имеют большые значения коэрцитивной силы и остаточной индукции. Магнитнотвердые материалы должны иметь неравновесную структуру, например мартенсит с высокой плотностью дефектов строения. [c.182]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...