|
Термическая обработка стали. Реферат 1. Термическая, термохимическая и термомеханическая обработка стали
При вторичной кристаллизации в переохлаждённом аустените всегда есть участки обогащённые углеродом. На этих участках могут появляться устойчивые зародыши цементита. Их образование и рост уменьшают содержание углерода в прилегающих объёмах аустенита, появляются зародыши феррита. С ростом последних углерод вытесняется в окружающие объёмы аустенита и обогащает их. Когда содержание углерода в аустените повысится до 6,67%, образуются новые пластинки (зёрна) цементита. Чередование процессов зарождения и роста пластинок цементита и феррита приводит к образованию скопления перлита, при смыкании которых образуются границы зёрен.
Таким образом, аустенит распадается на феррито – цементитную смесь (перлит). Однако с ростом степени переохлаждения уменьшается критический размер зародыша новой фазы – продукта превращения аустенита, а значит, чем ниже температура превращения, тем мельче феррито-цементитная смесь. Образование перлита происходит с полным осуществлением диффузионных процессов, т.е. протекает по нормальному механизму и называется перлитным превращением.
Перлит – эвтектоидная смесь феррита и цементита, содержание углерода в которой постоянно и равно 0,8%.
Промежуточное превращение
Промежуточное превращение происходит при температурах более низких, чем для перлитного превращения. Следовательно, перлитное превращение требует более быстрого темпа охлаждения аустенита для образования переохлаждения. Данный процесс происходит при температурах 550-250 ºС. При этих температурах атомы железа почти не способны к диффузии, но диффузия углерода еще достаточно активна. В результате происходит перераспределение углерода, которое создает обедненные и обогащенные зоны. В обогащенных зонах образовывается смесь альфа-фазы (феррита) и карбида, которая называется бейнитом, в обедненных участках будет идти мартенситное превращение (следующий пункт). Карбид в бейните не имеет пластинчатого строения, свойственного перлиту.
Различают “верхний” и “нижний” бейнит, образующийся соответственно в верхней ( 550-400) и нижней (-400-250°) части промежуточного интервала температур.
При образовании верхнего бейнита цементит выделяется главным образом из аустенита и имеет вид изолированных узких частиц. В целом верхний бейнит имеет перистую структуру, напоминающую строение перлита. Для него характерны пониженные твердость и прочность из-за сохранения в структуре нераспавшегося аустенита и низкие пластичность и вязкость.
При превращении в нижний бейнит цементит выделяется в основном из пересыщенного α-раствора; очень мелкие частицы цементита располагаются непосредственно в пластинах феррита. Нижний бейнит имеет высокую твердость и прочность при сохранении высокой пластичности.
Промежуточное превращение с образованием бейнита происходит только при изотермической выдержке. Бейнит не образуется в углеродистых сталях при непрерывном охлаждении.
Мартенситное превращение
Если переохладить аустенит до точки Mн, то начнется так называемое мартенситное превращение, происходящее при непрерывном охлаждении в интервале температур от точки Мн до точки Мк.
Интервал температур Mн …Mк зависит от количества углерода в аустените стали, эту зависимость видно по графику на рисунке 4.
Рисунок 4. Диаграмма мартенситного превращения
Суть превращения заключается в том что при больших степенях переохлаждения возрастает термодинамическая неустойчивость аустенита͵ а скорость диффузии углерода резко падает. В этом случае происходит без диффузионное превращение аустенита: ГЦК решетка аустенита перестраивается в ОЦК сдвиговым путем. Весь углерод, ранее растворенный в решетке аустенита͵ остается в решетке феррита. В результате образуется пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в α -железе, который принято называть мартенситом.
Важнейшим условием аустенит – мартенсит -превращения является непрерывное охлаждение аустенита в интервале от Мн до Мк. При остановках фиксируется нераспавшийся аустенит который приводит к снижению твердости, изменению размеров и т.д.
|
|
|
Скачать 1 Mb.