Изменение структуры
 Скачать 1.34 Mb.
|
|
ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПРИ НАГРЕВЕ ЗАКАЛЕННОЙ СТАЛИ (ОТПУСК) Образующийся при закалке мартенсит, т. е. сильно пересыщенная углеродом -фаза, очень неустойчив и распадается уже при комнатной температуре. Неустойчив и остаточный аустенит, хотя его распад идет только при температурах выше 200 °С.При нагреве закаленной стали мартенсит и остаточный аустенит распадаются на феррит и цементит и свободная энергия во всем объеме стали уменьшается. Такой распад наступает не сразу; сталь проходит через ряд состояний, которые определяются температурой нагрева и продолжительностью пребывания при ней. Кроме того, кристаллики карбида, очень мелкие при низких температурах распада, при повышении температуры и с течением времени укрупняются, что приводит к уменьшению поверхностной энергии. Целью отпуска является повышение пластичности изначально закаленной стали. Для осуществления отпуска закаленную сталь можно нагревать до различных температур, но эти температуры не должны превышать Ас1 (723оС) Наблюдаются четыре стадии отпуска .Сначала мартенсит закалки превращается в мартенсит отпуска и так называемый эпсилон карбид( карбид). Мартенсит отпуска отличается от мартенсита закалки меньшим содержанием углерода, меньшей степенью тетрагональности решетки (с/а) и меньшей твердостью. При повышении температуры отпуска остаточный аустенит превращается в такой же мартенсит отпуска, как при первом превращении и карбид. При еще большей температуре отпуска эти продукты превращения наконец переходят в альфа фазу и цементит. На этом фазовые превращения при отпуске заканчиваются, но структурные продолжаются. При высоких температурах отпуска (более 400оС) идет коалесценция и сфероидизация цементита. Если на начальных этапах отпуска структура имеет пластинчато-ориентированый вид, характерный для мартенсита и карбида, выделяющегося в виде пластин вдоль границ мартенсита( межфазная граница по крайней мере частично когерентная), но на последних этапах отпуска с целью уменьшения поверхностной энергии карбид сфероидизируется и постепенно укрупняется .На последних этапах отпуска в структуре мелкодисперсной смеси альфа и карбида, последний имеет почти сферическую форму В зависимости от размера карбида различают перлит отпуска. сорбит отпуска и троостит отпуска( на фоне феррита шарики карбида). А на начальных этапах отпуска фиксируют игольчатый перлит, сорбит и троостит. Про это не написано в википедии и мало кто знает об игольчатости структуры отпущенной стали на начальных этапах отпуска. В ВИКИПЕДИИ НАПИСАНО НЕ ВСЕ!!!! ЧИТАЙТЕ УЧЕБНИКИ!!!!  Рисунок 1 Это структуры из учебника Гуляева «Металловедение». Отчетливо видна игольчатость и ориентированность структуры ( слева), которая постепенно исчезает при увеличении температуры отпуска. Слева- игольчатый троостит. На рис.2 схема превращений, протекающих при отпуске закаленной стали с изначальной структурой мартенсит закалки и остаточный аустенит Обратите внимание- температура растет сверху вниз  Рисунок.2 . Напомню вам, что и коалесценция и сфероидизация идут по растворительно-осадительному механизму. При коалесценции мелкие частицы карбида растворяются. Атомы, из которых они состояли, диффундируют через твердый раствор альфа и высаживаются на ближайшей более крупной частице карбида    Механические свойства при отпуске стали значительно изменяются. Общей тенденцией является понижение прочности и увеличение пластичности по сравнению со значениями этих свойств для закаленной стали. Однако после закалки и отпуска сочетание прочности и пластичности более благоприятно, чем после одной термической обработки типа нормализации или слабой закалки со скоростью менее VKр. Это объясняется тем, что отпуск приводит к получению зернистого цементита, а в продуктах распада переохлажденного аустенита цементит пластинчатый. Поэтому двойная обработка (закалка + отпуск) широко распространена в практике термической обработки стали. Она называется улучшением. |