Мартенситное превращение аустенита
При очень больших скоростях охлаждения, линия V 5, феррито-цементитные смеси не образуются, так как диффузионные процессы сильно замедлены (заторможены), а аустенит превращается в мартенсит – пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в α – железе. Минимальная скорость охлаждения, необходимая для получения структуры мартенсита, называется критической скоростью закалки V кр. Если охлаждать сталь со скоростью, немного меньшей критической, линия V 4 , то аустенит в верхнем районе температур превратится лишь частично и структура будет состоять из продуктов превращения в верхнем районе температур (троостит) и мартенсита. Твердость мартенсита зависит от содержания углерода. Чем больше в стали углерода, тем больше пересыщен твердый раствор, сильнее искажена решетка и выше твердость. Твердость мартенсита порядка 60 HRC. Температура образования мартенсита зависит от химического состава стали. Мартенсит имеет игольчатое строение, иглы его расположены под углом 60, 90 и 120˚ друг к другу. Размер игл мартенсита определяется величиной зерна аустенита. Чем больше зерно аустенита, тем крупнее иглы мартенсита. При закалке с оптимальной температуры образуется мелкоигольчатый мартенсит, а при перегреве стали – крупноигольчатый. В закаленной на мартенсит стали всегда остается некоторое количество непревратившегося (остаточного) аустенита.
Для более точной оценки превращений, совершающихся при непрерывно меняющейся температуре, пользуются так называемыми термокинетическими или анизотермическими диаграммами превращений аустенита, диаграммами, характеризующими превращение аустенита при различных скоростях охлаждения.
|
|
|
Полученная при закалке структура тетрагонального мартенсита и остаточного аустенита является неустойчивой и стремится перейти в более устойчивое равновесное состояние, т.е. мартенсит и остаточный аустенит превращаются в феррито-цементитную смесь. Нагрев закаленной стали при отпуске облегчает этот процесс.
Превращения при отпуске
Превращения при отпуске связаны с процессами распада мартенсита и остаточного аустенита и образованием зернистых структур различной степени дисперсности – троостита, сорбита, перлита.
Рассмотрим последовательность превращений при отпуске закаленной на мартенсит стали марки У8.
При нагреве в интервале 80-180˚С происходит первое превращение при отпуске: тетрагональный мартенсит, содержащий 0,8% С, переходит в мартенсит отпуска, в котором содержится углерода не более 0,4%. Содержание углерода в мартенсите уменьшается за счет выделения углерода в виде мелкодисперсных карбидных частиц, когерентно связанных с основным твердым раствором (обедненным мартенситом).
|
|
|
При нагреве в интервале 200-300˚С происходит второе основное превращение, которое связано с превращением остаточного аустенита в мартенсит отпуска и с дальнейшим обеднением мартенсита углеродом до 0,2%.
При этих температурах образуются мартенсит, содержащий не более 0,2% углерода, и мелкодисперсный цементит.
При дальнейшем нагреве стали в интервале температур 300-400˚ С происходит третье основное превращение, которое связано с окончанием распада мартенсита и обеднением его углеродом до 0,01%. При этом образуется феррито-цементитная смесь большой степени дисперсности – троостит.
Четвертое основное превращение при отпуске протекает при температурах выше 400˚ С. Оно характеризуется процессом коагуляции и сфероидизации, т.е. укрупнения и округления цементитных частиц. Степень дисперсности цементита уменьшается, образующая структура называется сорбитом отпуска. При нагреве выше 650˚С образуется перлит, который имеет более крупнозернистое строение, чем сорбит.
Таким образом, троостит, сорбит, перлит можно получить не только охлаждением стали из аустенитного состояния, но и отпуском мартенсита, полученного при закалке. В этом случае к их названию добавляется слово «отпуска», например, «сорбит отпуска».
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 166; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!