Микроструктура пластинчатого (б) и сферического(зернистого) (в) цементита
Цельсфероидизирующего отжига - преобразование пластинчатого цементита, входящего в состав перлита, а также вторичного цементита, в сферический.
Технология отжига: температура нагрева Ас1+30 ¸ 50, длительная выдержка, затем охлаждение до температуры Ас1 – 30 ¸ 50 °С, выдержка и последующее медленное охлаждение (рис. 2.24).
Свойства: по сравнению со сталью, имеющей пластинчатый цементит, твёрдость которой 228 НВ и относительное удлинение δ = 15 %, сталь с зернистым перлитом имеет более низкую твёрдость (160 НВ), но более высокую пластичность – 20 %.
Нормализация (для доэвтектоидных сталей). В реальных условиях охлаждения сталей эвтектоидное (перлитное) превращение протекает при некотором переохлаждении по сравнению с температурой 727ºС, т.е. при некоторой степени переохлаждения по отношению к температуре превращения – Δt. В связи с этим для выбора режимов термообработки всех видов, т.е., проводимых при разных скоростях охлаждения, используют другие диаграммы, называемые термокинетическими диаграммами распада переохлаждённого аустенита (рис. 2.25).
Рис. 2.25. Термокинетическая диаграмма распада аустенита
для доэвтектоидной стали с 0,45 % углерода;
скорости охлаждения: V 1 – с печью; V 2 – на воздухе; V 3 – в масле; V 4 – в воде
Они строятся в координатах температура - время на основе экспериментальных данных. На диаграммах изображены линии начала и конца фазовых превращений (аустенита – в феррит, аустенита – в перлит, аустенита – в цементит). На эту же диаграмму наносят кривые охлаждения, которые являются константой для данной среды охлаждения (воздух, вода, масло, выключенная печь).
|
|
|
При скоростях охлаждения от V1 < Vк (малые степени переохлаждения) протекает только диффузионный распад аустенита с образованием ферритно-цементитной структуры (рис.2.25). Однаков зависимости от степени переохлаждения этот распад приводит к образованию пластин феррита и цементита различного размера. В данном случае за размер принимают межпластиночное расстояние: ∆0 – средняя суммарная толщина соседних пластинок феррита и цементита(табл. 2.9). Величина, обратная размеру частиц, называется дисперсностью: дисперсность = 1/∆0
Чем выше скорость охлаждения, тем более дисперсными получаются пластины феррита и цементита при распаде аустенита.
Феррито - карбидные смеси с пластинчатой формой частиц различной степени дисперсности получили названия: перлит (наименьшая дисперсность), сорбит (средняя дисперсность) и троостит (наибольшая дисперсность).
Перлит, сорбит и троостит, образующиеся при диффузионном распаде переохлажденного аустенита, это эвтектоидная смесь двух фаз (феррита и цементита), частицы которых имеют пластинчатую морфологию и различаются степенью дисперсности (табл. 2.9).
|
|
|
Таблица 2.9.
Продукты диффузионного распада переохлаждённого аустенита
| Интервал температур образования,°С | Структура | Расстояние между
пластинами, мкм 
| Твердость НВ |
| 650 -670 | перлит | 0,60-1,0 | 180-250 |
| 640 - 590 | сорбит | 0,25-0,30 | 250-350 |
| 580 - 550 | троостит | 0,20-0,15 | 350-450 |
Перлит может быть получен при охлаждении с печью, сорбит – при охлаждении на воздухе, а троостит - при больших скоростях охлаждения и даже при закалке.
Нормализация – термическая обработка, которая состоит в нагреве стали до аустенитного состояния (для доэвтектоидной стали t = Аc3 + (50 - 70°С), выдержке и последующем охлаждении на спокойном воздухе. Нормализация приводит к распаду аустенита в интервале перлитного превращения.
Нормализация применяется в качестве смягчающего отжига для полуфабрикатов из низкоуглеродистых сталей.
В качестве промежуточной операции нормализацию применяют для устранения дефектов структуры полуфабрикатов: крупнозернистости, полученной при ковке; строчечности – вытянутости зерен феррита вдоль направления прокатки вследствие присутствия неметаллических включений в виде частиц сульфидов.
|
|
|
Строчечность приводит к резкой анизотропии механических свойств и особенно низкой прочности в поперечном сечении полуфабриката. Устранение строчечности в результате нормализации происходит потому, что при ускоренном охлаждении вместо протяженных вытянутых зерен феррита, образуется большее количество более мелких и более равноосных. Все указанные дефекты устраняются в результате фазовой перекристаллизации.
Таким образом, назначение нормализации аналогично назначению перекристаллизационного отжига. Однако, нормализация – более экономичная операция термической обработки, так как сокращается время на охлаждение и исключается использование печного оборудования для охлаждения.
Кроме того, в результате ускоренного (по сравнению с отжигом) охлаждения, аустенит переохлаждается до более низких температур и распадается на более дисперсную ферритно - цементитную смесь - сорбит. Вследствие более высокой степени дисперсности сорбита по сравнению с перлитом, сталь после нормализации имеет более высокие твердость и прочность.
Нормализация применяется и для заэвтектоидных сталей с целью устранения сетки карбидов по границам зёрен.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 181; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!