Как влияет наличие остаточного аустенита на свойства стали?
Тема 10. Структурные превращения при закалке. Виды и способы закалки. Понятие о прокаливаемости.
Структурные превращения при закалке.
Как происходит бездиффузионное превращение аустенита?
При больших степенях переохлаждения возрастает термодинамическая неустойчивость аустенита, скорость диффузии углерода резко падает. При переохлаждении аустенита в эвтектоидной стали до
240 ºC подвижность атомов углерода близка к нулю, и происходитбездиффузионное превращение аустенита. При этом меняется лишь тип решетки γ→α, а весь углерод (0,8%), ранее растворенный в решетке аустенита, остается в решетке феррита, несмотря на то, что равновесная концентрация углерода в феррите при комнатной температуре не превышает 0,006 %. В результате образуется пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в α-железе.
10.1. 2. Какая структура называется мартенситом? Охарактеризуйте кристаллическую структуру мартенсита? Из-за пересыщенности углеродом решетка пересыщенного твердого раствора в Fe α сильно искажена и вместо кубической приобретает тетрагональную форму, при которой отношение параметров решетки существенно отличается от единицы, т.е. с/а≠1(Рис.1). Такая структура называется мартенситом.
Мартенсит -пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в α-железе с тетрагональной решеткой. Чем больше углерода, тем выше степень тетрагональности мартенсита. Такая структура при рассмотрении под микроскопом имеет игольчатый вид.
|
|
|
Рис. 1. Тетрагональная кристаллическая ячейка мартенсита.
Пластины мартенсита растут до границы аустенитного зерна либо до имеющего в стали дефекта. Последующие пластины мартенсита, расположенные под углом к первым, ограничены размерами первичных пластин мартенсита и границами аустенитных зерен. Кристаллическая решетка новой фазы мартенсита закономерно ориентирована относительно исходной фазы – аустенита. При практически мгновенном γ→α переходе атомы смещаются упорядоченно, строго ориентированно на расстояния, меньшие межатомных. При этом сохраняется общая сопрягающая плоскость решеток γ- и α-Fe – так называемая когерентная связь. Из-за когерентности сопряжения решеток и различия удельных объемов фаз (аустенита и мартенсита) мартенситное превращение приводит к возникновению больших внутренних напряжений.
Какую твердость имеет мартенсит? Чем обусловлена высокая твердость мартенсита?
Мартенсит имеет высокую твердость (до 65 НRC) и прочность, значения которых возрастают с увеличением содержания углерода в мартенсите. Временное сопротивление низкоуглеродистого мартенсита (0,25 %С) составляет 1000 МПа, а мартенсит с содержанием 0,6-0,7 %С имеет временное сопротивление 2600-2700 МПа. Однако с повышением содержания углерода в мартенсите возрастает и его склонность к хрупкому разрушению.
|
|
|
Высокая твердость мартенсита обусловлена искажениями кристаллической решетки и соответственно большими внутренними напряжениями, определяемыми растворенным углеродом, а также возникновением фазового наклепа за счет увеличения объема при превращении аустенита в мартенсит. В результате этого плотность дислокаций в мартенсите достигает уровня холоднодеформируемой стали и равняется 1010-1012 см -2
При каких температурах начинается и заканчивается мартенситное превращение? От каких факторов зависит температура начала и конца мартенситного превращения?
Мартенситное превращение идет в интервале температур начала и конца мартенситного превращения Мн и Мк (рис.2). Положение точек Мн и Мк не зависит от скорости охлаждения, но зависит от содержания углерода в стали. Для эвтектоидной стали оно начинается при 240 и заканчивается при –50 ºC. Однако при этой температуре в стали сохраняется еще некоторое количество не превращенного, так называемого остаточного аустенита. Охлаждение ниже температуры Мк не приводит к его окончательному распаду.
|
|
|
Рис. 2. Диаграмма изотермического превращения аустенита эвтектоидной стали.
Как влияет наличие остаточного аустенита на свойства стали?
Наличие остаточного аустенита нежелательно, так как приводит к неоднородности свойств по сечению деталей и изменению размеров деталей при его распаде.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1880; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!