Структурные изменения стали при быстром охлаждении

Структурные изменения стали при быстром охлаждении [c.27]

В некоторых случаях свойства металла, в том числе и сопротивляемость ползучести, сильно зависят от предшествующей истории изменения температуры и деформации металла. В качестве примера можно сослаться на поведение металла после структурного превращения закаливаемой при быстром охлаждении стали. Свойства будут зависеть не только от температуры, но и от истории изменения температуры, а также времени, прошедшего после структурного превращения. [c.116]

Структурные изменения металла, происходящие вследствие нагревания при сварке, сопровождаются изменением объема металла, а поэтому также служат причиной появления внутренних напряжений. При достижении определенных температур нагрева или остывания структура стали переходит из одной формы в другую, причем различные структуры имеют разную плотность. Например, при нагревании малоуглеродистой стали до температуры перехода ее структуры из феррита в аустенит объем стали несколько уменьшается, так как аустенит имеет большую плотность, чем феррит. Для сталей с повышенным содержанием углерода при быстром охлаждении при температуре 200—350° С аустенит быстро переходит в мартенсит, который менее плотен и имеет больший объем, чем аустенит. Это изменение объема также вызывает внутренние напряжения. [c.112]

Стали с содержанием углерода менее 0,3% закалке не поддаются. Из-за недостаточного содержания углерода в них при быстром охлаждении не происходит необходимых структурных изменений. Если детали из таких сталей должны иметь повышенную твердость поверхности, их предварительно цементируют (т. е. насыщают поверхность углеродом) и затем закаливают. [c.30]

Холодные трещины образуются при быстром охлаждении и, как правило, на завершающем этапе мартенситного превращения (ниже 200—400° или после сварки) под влиянием местных собственных термических напряжений, а также напрял<ений, вызванных распадом аустенита в мартенсит, образование которого сопровождается изменениями объема металла. С увеличением содержания углерода в стали склонность ее к мартен-ситному превращению и холодным трещинам возрастает. Холодные трешины всегда возникают по границам зерен, но в дальнейшем мог>т распространяться и по телу зерна. На образование холодных трещин при сварке углеродистой стали существенное влияние оказывает термический цикл сварки. Длительная выдержка стали при температурах выше критической точки Асз вызывает рост зерен аустенита и увеличивает хрупкость стали. Повышенная скорость охлаждения способствует образованию мартенсита в структуре шва и основного металла. Наоборот, при малых скоростях охлаждения аустенит распадается на более стабильные структуры, что обеспечивает большую пластичность металла и предупреждает появление трещин от возникновения собственных напряжений при структурных изменениях в стали. [c.205]

Коробление и образование трещин — наиболее распространенные дефекты, являющиеся следствием возникновения в деталях больших внутренних напряжений, связанных с изменением их объема при закалке. Объемные изменения и сопровождающие их внутренние напряжения обусловлены двумя причинами. Первая причина — быстрое и резкое охлаждение изделий при закалке, в результате чего объем их различных слоев изменяется неравномерно. Чем больше поперечное сечение изделия, тем неравномернее происходит изменение объема в различных его слоях и, следовательно, тем выше внутренние напряжения. Другая причина появления закалочных трещин и коробления — изменение объема изделий при превращении аустенита в мартенсит. Как уже говорилось ранее, аустенит имеет наименьший объем из всех структурных составляющих стали, а мартенсит — наибольший. При переходе аустенита в мартенсит объем стали увеличи- [c.213]

При сварке сталей с повышенным содержанием углерода, особенно при сварке легированных сталей, под влиянием нагрева возникают резкие изменения физических и механических свойств в зоне термического влияния. Так, в углеродистых сталях по мере приближения к эвтектоидному составу растет чувствительность к перегреву, с которым связан рост зерен. Вместе с тем быстрое охлаждение металла шва является причиной его закалки и резких структурных переходов в зоне термического влияния. Предотвратить эти отрицательные явления можно путем предварительного подогрева сталей п ред сваркой и термической обработки после сварки. [c.342]

Закалка. Отжиг и нормализация не вызывают полного изменения структуры сплавов. Прочность практически не изменяется, повышаются и становятся однороднее пластические свойства. Поэтому для коренного улучшения свойств, в том числе изменения состава зерна, внутреннего строения, напряженного состояния зерна и изделия в целом, применяют закалку. Закалка состоит из нагрева и быстрого охлаждения в воде или масле. Быстрым охлаждением достигается закрепление структурного состояния стали, которое она имела при высоких температурах. Закаленная сталь очень тверда, хрупка и имеет очень низкую пластичность. Поэтому после закал- [c.19]

Для заготовки элементов конструкции из листов, профильного проката, труб и других материалов допускается применение всех способов резки, обеспечивающих получение форм и размеров этих элементов в соответствии с рабочими чертежами. Резка материалов и полуфабрикатов из стали, чувствительной к структурным изменениям при быстром нагреве и охлаждении, должна производиться по технологии, исключающей возможность образования трещин или ухудшения качества металла на кромках, а также в зоне термического влияния. [c.14]

Однако твердость возрастает, если сталь нагреть несколько выше Ас , например до температуры, соответствующей точке 2 (см. рис. 182), а затем охладить в воде. Структура в этом случае изменится сталь получит структуру феррит + аустенит. В результате быстрого охлаждения сталь получит структуру феррит + мартенсит, так как аустенит при охлаждении превратится в мартенсит. Феррит, сохранившийся при нагреве до точки 2, останется при охлаждении без структурных изменений. Образование более твердой составляющей мартенсита повышает твердость. [c.267]

Из-за быстрого нагрева и охлаждения металла в большинстве случаев не происходит существенных структурных изменений в шве и околошовной зоне. Скорость нагрева (8...150) 10 °С/с. Появляющиеся при сварке высокоуглеродистых и низколегированных сталей закалочные структуры могут быть устранены термообработкой. При сварке заготовок толщиной 1...3 мм на частоте 440 кГц щирина зоны нагрева порядка 1,5... 2 мм. [c.519]

В аустенитно-ферритных сталях, особенно при значительных количествах ферритной составляющей, длительная выдержка при температурах 350—500° С приводит к появлению хрупкости, подобной так называемой 475°-хрупкости хромистых сталей. Этот вид хрупкости вызывается, видимо, изменениями структурного состояния на границах раздела аустенит—феррит и мало связан с диффузионными процессами, так как даже непродолжительная выдержка ( 2 мин) при температурах более 500° С и быстрое охлаждение такого металла исключает хрупкость этого типа [58]. [c.24]

Как было показано выше, №—покрытия, полученные химическим восстановлением и термообработанные обычным способом, характеризуются значительными растягивающими остаточными напряжениями, вызывающими образование микротрещин в поверхностном слое и способствующими снижению предела усталости основного материала. По-иному протекает образование внутренних напряжений при термической обработке покрытий т. в. ч. При этом способе наиболее быстрому разогреву подвергается лишь тонкий слой покрытия, в котором непосредственно образуются вихревые токи. Что касается основного материала, то он нагревается главным образом за счет теплопередачи. После прекращения действия т. в. ч. тонкий слой покрытия остывает гораздо быстрее, чем нижележащий слой металла. Наступает момент, когда покрытие охладится до такой степени, что перестанет сокращаться, тогда как охлаждение нижележащего слоя металла будет продолжаться, его объем, сокращаясь, будет стягивать наружную твердую корку и создавать в ней сжимающие напряжения. Взаимодействие тепловых и структурных напряжений приводит к характерному для поверхностно закаленных изделий преобладанию напряжений сжатия над напряжениями растяжения. Так, для стальных образцов в закаленном слое образуются сжимающие напряжения, достигающие на поверхности 60—80 кгс/мм , которые на границе закаленного слоя переходят в растягивающие (20—30 кгс/мм ). Оказалось, что эти закономерности применимы и для случаев, когда поверхностным слоем является металлопокрытие, полученное химическим восстановлением солей соответствующих металлов. Подвергая металлопокрытия термической обработке т. в. ч. и соответственно регулируя как скорость нагрева, так и скорость охлаждения, можно добиться изменения характера и величины внутренних напряжений таким образом, чтобы в поверхностном слое преобладали сжимающие напряжения. Для проверки влияния этого фактора на предел выносливости стали 45 были проведены соответствующие испытания. Стандартные образцы консольного типа без покрытия и с покрытием толщиной 40 мкм, с 10% Р, полученным из [c.297]

Обратимая отпускная хрупкость (II рода) в наибольшей степени присуща легированным сталям после высоко го отпуска при 500—650 °С и медленного охлаждения от температур отпуска При быстром охлаждении после отпуска (в воде) вязкость не уменьшается, а монотонно возрастает с повышением температуры отпуска Отпускная хрупкость усиливается, если сталь длительное время (8— 10 ч) выдерживается в опасном интервале температур Отпускная хрупкость II рода может быть устранена по вторным высоким отпуском с быстрым охлаждением и вы звана вновь высоким отпуском с последующим медленным охлаждением Поэтому такую отпускную хрупкость называют обратимой Развитие обратимой отпускной хруп кости не сопровождается какими либо изменениями других механических свойств, а также видимыми при световой и электронной микроскопии структурными изменениями Лишь при травлении шлифов поверхностно активными ре активами наблюдается повышенная травимость по границам аустенистных зерен По этим границам происходит и межзеренное хрупкое разрушение [c.118]

Пластическая деформация, в том числе и при резании металлов, обусловливает изменение микроструктуры. Беспорядочно расположенные в исходной структуре металла кристаллические зерна при пластической деформации приобретают однородную ориентацию (текстуру). Более глубокие изменения возможны при обработке металлов, воспринимающих закалку. В результате высокого поверхностного нагрева, а также быстрого охлаждения возможны фазовые превращения и структурные изменения. Так, в процессе шлифования закаленной и отпущенной стали образуется приповерхностный слой аустеыитыо-мартенситной структуры из вторично закаленного металла. Этот слой лежит на слое, имеющем структуры всех стадий отпуска вплоть до структуры исходного термически обработанного металла. Слой измененной структуры при нормальных условиях шлифования имеет почти равномерную толщину. Такие же превращения наблюдаются при точении. Так как каждой структурной составляющей свойствен присущий ей удельный объем, то фазовые и структурные превращения наряду с пластической деформацией являются источником остаточных напряжений. [c.54]

Однако твердость стали возрастет, если ее нагреть несколько выше точки Ас1, например, до температуры, отвечающей точке 2 (на фиг, 204), а затем О Хладитъ в воде. Структура стали в этом случае изменится при нагреве до температуры точки 2 сталь получит структуру ферритН-аустенит П оследующее быстрое охлаждение определит изменение структурного с осто яния стали, происшедшее при нагреве, а следовательно, и переход первой критической точки. В результате быстрого охлаждения сталь получит структуру феррита и мартенсита, так как аустенит при охлаждении превратится в мартенсит. Феррит, сохранившийся при нагреве до точки 2, останется при охлаждении без изменения. Образование в структуре стали более твердой составляющей — мартенсита— даст повышение твердости. [c.249]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...