Структура мартенсита после резкой закалки

СТРУКТУРА МАРТЕНСИТА ПОСЛЕ РЕЗКОЙ ЗАКАЛКИ [c.15]

В результате закалки доэвтектоидной стали получают мар-тенситную структуру. Она обеспечивает наибольшую прочность и твердость. Нагрев ниже Асз, но выше A i приводит к частичной закалке. Зерна, которые в процессе нагрева и выдержки превратились в аустенит, после резкого охлаждения превратятся в мартенсит. Твердость мартенсита в стали, содержащей 0,5% углерода, составляет около 650 кГ/мм по Бринелю. Но наряду с мартенситом сохранятся не претерпевшие превращения при нагреве зерна мягкого феррита (твердость всего около 80 по Бринелю). Такая структура является браком за- [c.143]

Закаливаемость и прокаливаемость стали. Закаливаемость зависит от содержания в стали углерода. Чем больше углерода в стали, тем она лучше закаливается. Сталь с очень низким содержанием углерода (менее 0,3%) не закаливается. Прокаливаемость стали характеризуется ее способностью закаливаться на определенную глубину. Это очень важное свойство закаленной стали. При сквозной прокаливаемости все сечение закаливаемой детали приобретает однородную структуру непосредственно после закалки и отпуска. При малой прокаливаемости структуры слоев, лежащих ближе к поверхности, и внутренних слоев резко различаются внутренние слои намного мягче и прочность их ниже прочности закаленных слоев. Прокаливаемость зависит от критической скорости закалки. На глубину закалки влияют температура нагрева и закалочная среда. Условились закаленными считать слои, в которых содержание мартенсита не менее 50%. [c.80]

Влияние легирующих элементов на мартенситное превращение имеет большое практическое значение. Снижение точки показывает, что можно получить значительное переохлаждение аустенита (повысить устойчивость аустенита против распада) путем введения легирующих элементов, в связи с чем величина критической скорости закалки может быть уменьшена. Поэтому для получения в легированных сталях мартенситной структуры необходимость в резком охлаждении отпадает. Для закалки легированных сталей можно применять более медленно охлаждающие среды, например масло. В некоторых высоколегированных сталях структуру мартенсита можно получить даже после охлаждения на воздухе. [c.213]

Свойства стали после индукционной закалки. Результаты индукционной закалки зависят от выбора марки стали, режимов предварительной термической обработки, режимов индукционного нагрева, охлаждения и низкого отпуска. По сравнению с обычной закалкой индукционная закалка придает стали более высокую твердость (на HR 1—2) и прочность при относительно меньшем понижении вязкости, а также более высокий предел выносливости. Эти преимущества обусловлены измельчением зерен аустенита. С увеличением скорости нагрева (с повышением степени пере-нагрева) резко возрастает число центров перлито-аустенитного превращения. Поэтому образуется очень мелкое начальное зерно аустенита (из-за отсутствия выдержки при температуре закалки роста зерна не происходит). Измельчение зерна аустенита приводит к уменьшению размеров кристаллов мартенсита. При индукционном нагреве можно получить зерно аустенита 12—15-го балла (при нагреве в печах — 7—10-й балл). Для получения мелкого зерна аустенита при индукционной закалке необходимо применять стали, мало склонные к росту зерна аустенита, а также подвергать закалке детали с мелкодисперсной исходной структурой. [c.92]

Заэвтектоидные стали обычно используют для изготовления инструмента. Важнейшим требованием, предъявляемым к инструмен-тальным сталям, является твер- д дость. Твердость заэвтектоидных сталей после полной закалки сни-жается из-за резкого возрастания jq в структуре наряду с мартенситом остаточного аустенита. Остаточного аустенита тем больше, чем большее количество углерода переходит в твердый раствор при нагреве стали. [c.159]

Следствием высокой скорости нагрева т. в.ч. является повышение температуры закалки и резкое расширение ее интервала (фиг. 5 и 6). Это в свою очередь приводит к получению после закалки мелкоигольчатой структуры мартенсита, а также повышенной твердости (превышение твердости по сравнению с закалкой при нагреве в печах на 2—6 единиц Я/ , фиг. 7 и 8). [c.120]

Большое влияние на появление внутренних напряжений и упрочнение оказывают процессы, связанные с распадом при пластическом деформировании твердых растворов, выделением по плоскостям скольжения продуктов этого распада, а также попаданием меледу блоками осколков зерен, резко увеличивающих силы взаимодействия между отдельными элементами кристаллической решетки. При наличии в поверхностном слое после закалки структуры остаточного аустенита причиной упрочнения может явиться его распад и превращение в мартенсит. Это превращение сопровождается увеличением удельного объема, что также приводит к возникновению остаточных напряжений сжатия. Наряду с этим идет измельчение мартенсита, превращение его в мелкоигольчатую структуру, которое сопровождается повышением всех механических свойств металла. Изменение механических свойств поверхностных слоев сопровождается и выпадением карбидной фазы, которое наблюдается при обработке ряда сталей. [c.97]

Другой интенсивно развивающийся в последние годы метод термической обработки строительных сталей — закалка холоднокатаных листов, используемых главным образом в автомобилестроении, на двухфазное состояние. Обработка проводится с отдельного нагрева в межкритическую феррито-аустенитную область, затем следует резкое охлаждение для получения так называемой дуальной структуры, представляющей собой ферритную матрицу с островками малоуглеродистого мартенсита (обычно в тройных стыках зерен). Стали с такой структурой имеют низкое отношение предела текучести к пределу прочности, что определяет хорошую штампуемость (важно для автомобилестроения), а после штамповки — высокую прочность благодаря деформационному упрочнению феррита и наличию мартенситных участков. Создание дуальной структуры после этой обработки при сохранении высокого уровня пластичности и вязкости позволяет уменьшить толщину листов, что уже дало значительную экономию металла в автомобильной промышленности некоторых стран, например США. [c.10]

Получение в результате термической обработки более тонкой и однородной структуры, как правило, приводит к повышению стойкости стали к гидроэрозии. Мартенсит, как наиболее однородная и прочная структура стали, обладает наибольшим сопротивлением микроударному разрушению по сравнению с другими структурными составляющими. В то же время эрозионная стойкость мартенсита зависит от его строения, содержания углерода и легирующих элементов стали. С повышением содержания углерода (приблизительно до 0,4%) твердость мартенсита увеличивается одновременно повышается и эрозионная стойкость стали. Во многих легированных сталях мартенсит имеет тонкое строение, поэтому его стойкость против микроударного разрушения выше, чем в углеродистых сталях. В некоторых легированных сталях после закалки сохраняется большое количество остаточного аустенита, что приводит к значительной гетерогенности и резкому снижению эрозионной стойкости стали. Если после закалки в легированной стали аустенита больше, чем в углеродистой стали, то эрозионная стойкость последней выше эрозионной стойкости легированной стали. Кроме того, эрозионная стойкость сталей значительно снижается при наличии избыточных карбидов и их скоплений. [c.136]

Сталь износоустойчивая ). После закалки в воде с температуры 1050° сталь имеет структуру аустенита в процессе эксплуатации под влиянием поверхностной пластической деформации аустенит распадается и образует мартенсито-карбидную структуру на поверхности изделия, которая и определяет высокое сопротивление истиранию. Строение высокомарганцовистой стали в литом состоянии показано на рис. 138. На фотографии видны полиэдры аустенита с резко выявленной дендритной структурой, характеризующей процессы образования зерен у-твердого раствора. [c.373]

После закалки стали имеют высокую коррозионную стойкость Отпуск при 200—400 °С проводят для снятия внутренних напрй ений, он не оказывает влияния на коррозионную стойкость При отпуске выше 500 °С происходит распад мартенсита на феррито карбидную смесь и выделение карбидов типа Мв2ъСе, структура стали становится гетерогенной, ферритная матрица обедняется хромом, коррозионная стойкость резко снижается (рис 168) Отпуск при более высоких температурах повышает коррозионную стой кость Чем больше в стали углерода, тем больше выделя ется карбидов хрома и тем сильнее снижается коррозион ная стойкость В связи с этим в практике используют стали [c.277]

Резко выраженное влияние структурного фактора на ПК не установлено. Принято считать, что аустенитная структура несколько более стойка против ПК. На это косвенно указывают факты понижения стойкости (например, уменьшение пит на 60—90 мВ) при появлении в структуре аустенитной стали б-феррита (при термической обработке) и мартенсита (при деформации). Однако понижение стойкости связано не с наличием б-фазы как структуры, а с локальным изменением химического состава аустенита и появлением фазы иного, чем аустенит, состава (феррит, мартенсит). Благодаря этому питтингообразование идет предпочтительно на межфазных границах (границах зерен аустенит—феррит). На образцах однофазной стали 02Х20Н9 (закалка с 1015 °С, 3 ч, a la) без феррита питтинги возникают на НВ, на образцах двухфазной стали на границах аустенит—феррит (закалка после выдержки в течение 3 ч при 1220—1375 °С). [c.83]

В сплавах, содержащих более 10% Мп, холодная пластическая деформация вызывает значительное изменение фазового состава уже 10% деформации приводит к резкому увеличению количества е-фазы за счет снижения у. Дальнейшее увеличение степени деформации сопровождается уменьшением количества е-мартенсита и ростом а - -фаза при этом в структуре отсутствует [64, 128, 169]. При пластической деформации трехфазных (а+е+7)-сплавов при комнатной температуре наблюдается существенный рост прочностных характеристик, величина которых зависит от содержания марганца. Чем более стабилен аустенит сплава в результате легирования, тем ниже значение прочностных характеристик после закалки и меньше их величина после пластической деформации. При увеличении содержания марганца в трехфазных сплавах от 14 до 16% предел прочности уменьшается от 1430 до 1331 МПа [135]. В сплаве Г14, содержащем повышенное количество а-мар-тенсита (до 42%) в исходном состоянии, мартенситные превращения при деформации протекают весьма интенсивно до 5%, а затем практически не реализуются. В этом сплаве наблюдается резкое снижение пластичности. При деформации на 50% относительное удлинение уменьшается с 10 до 2% [2, 135]. [c.123]

Б зависимости от термической обработки и содержания никеля [145]. После закалки плавки с повышенным содержанием никеля имеют низкий предел текучести и временное сопротивление на уровне 990 МПа, что соответствует наличию в исходной структуре аустенита и 15% мартенсита. С понижением содержания никеля до 6% предел текучести незначительно уменьшается, а временное сопротивление существенно возрас- тает последнее является свидетельством дестабилизации аустенита относительно у- а-превраще-иия при снижении степени легирования. При содержании никеля 5,5% сталь переходит в мартенситный класс после закалки с охлаждением до комнатной температуры, что сопровождается резким подъемом предела текучестн. [c.155]

Высокая скорость закалки не позволяет полностью обеспечить завершение диффузионных процессов, протекающих в аустените, и поэтому в мартенситной структуре поверхностного слоя стали после закалки с нагревом т. в. ч. сохраняется пластинчатость, присущая исходному перлиту. Такую структуру называют скрытоигольчатым мартенситом. Структура детали в переходной зоне — мартенсит, троостит и феррит, а в сердцевине — перлит и феррит. Микроструктура стали после закалки с нагревом т. в. ч. приведена на фиг. 91. Механические свойства стали, закаленной с нагревом т. в. ч., выше, чем при обычной закалке так, например, твердость поверхностного слоя выше на 2—4 ед. R . Значительно повышаются предел текучести и ударная вязкость. На поверхности детали образуются напряжения сжатия, являющиеся следствием высокой скорости нагрева, в связи с чем предел выносливости увеличивается (в ряде случаев на 400% по сравнению с обычной закалкой). Однако необходимо учесть, что повышение температуры высокочастотной закалки, вызывая значительный перегрев, резко ухудшает механические свойства стали. [c.193]

Чисто мартенситная прокаливаемость в конструкционных сталях невелика и с повышением размеров детали становится равной нулю, а потому не имеет практического смысла. Прокаливаемость при дан ном размере детали и при данной скорости охлаждения зависит от природы стали и наиболее полно определяется кинетикой распада переохлажденного аустенита. В сталях с малоустойчивым аустенитом (углеродистые, низколегированные) с повышением размеров детали 1лубина закалки уменьшается, и при достижении некоторых определенных размеров сечения детали вообще не могут быть закалены на мартенсит. Легированные конструкционные стали в большинстве случаев имеют аустенит, малоустойчивый во второй ступени распада, и поэтому после закалки в их структуре находится, кроме мартенсита, игольчатый троостит. Однако для наибольшего числа деталей из конструкционных сталей термическая обработка производится с отпуском на сорбит. Поэтому конструкционная сталь, закаленная на игольчатый троостит, при дальнейшем отпуске получает сорбит-ную структуру со свойствами, не отличающимися от свойств отпу-1ценного мартенсита. Присутствие в структуре перлита или даже продуктов распада верхней зоны игольчатого троостита уже вызывает заметное снижение механических свойств закаленной стали при высоком отпуске. Резко действует на снижение механических свойств закаленной стали выделение избыточного феррита, что объясняют [72] локализацией пластической деформации в этой мягкой структурной составляющей стали. [c.66]

Наличие феррита и перлита в отпущенной высоколегированной зтали резко снижает вязкость [120] и поэтому недопустимо для от ветственных изделий. Наилучшим сочетанием прочности и пластич ности обладает структура однородного сорбита, получаемая при отпуске мартенсита. Продукты распада нижней части второй ступени после высокого отпуска мало отличаются от отпущенного мартенсита [120], тогда как распад аустенита в верхней части второй ступени всегда таит в себе опасность ухудшения механических свойств и вида излома [123]. Поэтому необходимо предотвращать образование про-дуктов превращения первой ступени, добиваясь получения при за калке мартенсита или продуктов распада нижней части второй сту пени. В соответствии с этим поковки из стали марки 35ХН1М должнь. охлаждаться при закалке ускоренно до температуры ниже 400°. а бо лее легированные стали (типа 35ХНЗМ) ниже 350—300°. [c.201]

Красностойкость быстрорежущая сталь приобретает только после закалки и высокого отпуска. Нагрев для закалки простого инструмента из стали марки Р18 ведется вплоть до температур начала оплавления (1290—1310°) для фасонного инструмента температура закалки снижается до 1270—1280°. Сталь марки Р9 закаливается с температуры 1250—1270° повышение температуры выше 1270° ведет к перегреву вследствие растворения карбида. Выбор высокой температуры закалки быстрорежущей стали вызван стремлением перевести легирующие элементы в раствор аустенита (а следовательно, и мартенсита) для получения вторичной твердости. При высокой температуре нагрева твердость сразу после закалки несколько снижается, так как в структуре сохраняется остаточный аустенит, содержание которого доходит до 30% (фиг. 131). Однако дальнейший высокий отпуск повышает твердость до 62 / с и выше (вторичная твердость). На фиг. 132 приведены кривые изменения твердости при отпуске стали марки Р18, закаленной с нормальной температуры 1280° и о температур 1150 и 950°. Твердость стали, закаленной с температуры 1150°, получается максимальной в закаленном состоянии и резко снижается с повышением температуры отпу- Ka, тогда как твердость стали, закаленной с температуры 1280°, достигает максимального значения (62—64 R ) при температурах отпуска 560—580°. Падение твердости при отпуске после закалки с невысокой температуры объясняется малой легированностью мартенсита, так как значительное количество легирующих элементов и углерод остались в карбидах и не перешли в paqrBop аустенита. Следует заметить, что и закалка стали марки Р18 с высокой температуры не переводит в раствор аустенита до 15—20% карбидов, в том числе карбидов эвтектического типа. [c.244]

Структура этой стали после закалки состоит из 65% мартенсита и 35% остаточного аустенита. Мартенсит образует светлую игольчатую структуру, в которой встречаются области остаточного аустенита, при условии, что закалка была резкой и при приготовлении микрошлифа были соблюдены предосторожности, предотвращающие нагрев образца. Аустенит травится глубже, чем мартенсит, и отличается от него своей формой и желтоватобелым цветом (ф. 337/1 329/1—3). [c.16]

Сталь ЭИ-415 (20X2,5МВФ) имеет невысокое содержание С при повышенном количестве Сг и сильных карбидообразующих элементов (Мо, W, V) и поэтому характеризуется весьма развитым бейнитным превращением и значительно менее резким изменением структуры и механических свойств в околошовной зоне в сравнении со сталью 35ХМ. В исходном состоянии (после закалки и высокого отпуска) сталь ЭИ-415 имеет структуру сорбита с твёрдостью 230 НВ и весьма высокими показателями длительной прочности. При малых скоростях охлаждения (1 0= 1,2 град сек) твёрдость и прочность околошовной зоны в сравнении с основным металлом возрастают на 30—40% за счёт повышения дисперсности сорбита, а пластичность снижается на 20—30%. С увеличением W в структуре появляется троостит (8 град сек), а затем бейнит с небольшим количеством мартенсита (до 10% при W =25 град сек). В этом интервале изменения прочностные свойства возрастают, а показатели пластичности почти не изменяются. С дальнейшим увеличением W , наоборот, прочность повышается мало, а пластичность падает более резко, что обусловлено увеличением мартенсита в структуре. Ориентировочно чисто мартенситная структура образуется при 200 град сек. Оптимальное соотношение механических свойств в околошовной зоне при сварке этой стали обеспечивается при АИ о .,= 1—25 град сек. Допустимая скорость охлаждения по данным пробы TS составляет 25 градкек. При сварке изделий толщиной 35 мм рекомендуется подогрев до 150-200°. [c.253]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...