Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Превращения в стали при нагреве.
При нагреве эвтектоидной стали с исходной структурой перлит (смесь феррита и цементита) выше критической точки А происходит образованием аустенита. Превращение перлита в аустенит в точном соответствии с диаграммой железо - углерод происходит лишь при очень медленном нагреве. В реальных условиях нагрева при термообработке превращение перлита в аустенит запаздывает, и имеет место перегрев. Скорость превращения зависит от степени перегрева. Чем выше температура, тем больше степень перегрева и тем быстрее идет превращение. При достаточно высокой температуре из-за большой подвижности атомов превращение протекает практически мгновенно, поэтому кривые начала и конца превращения сливаются и попадают на ось ординат. При очень малом перегреве над А превращение протекает очень медленно. В этом случае кривые начала и конца превращения также сливаются и асимптотически приближаются к линии А1. Совпадение кривых начала и конца превращения в одной точке соответствует равновесному превращению по диаграмме железо - углерод. Кинетика фазовых превращений определяется двумя параметрами — скоростью зарождения центров превращения (зародыши аустенита) и линейной скоростью роста из этих центров (зерна аустенита) Зародыши новой фазы - аустенита - образуются на межфазных поверхностях раздела феррита и цементита. Переход перлита в аустенит состоит из двух элементарных процессов: полиморфного превращения Fe -> Fe и растворения в -железе углерода цементита. Растворение цементита запаздывает по сравнению с полиморфным превращением. (Рис.9.3.) Поэтому после превращения феррита в аустенит необходимо дополнительное время для устранения неоднородности аустенита - период гомогенизации аустенита.Скорость образования аустенита зависит от разности свободных энергий аустенита и перлита и скорости диффузии атомов углерода, необходимых для образования гомогенного аустенита. В доэвтектоидных и заэвтектоидных сталях образование аустенита при нагреве протекает по другой схеме. В доэвтектоидных сталях выше a1 структура состоит из аустенита и феррита, а в заэвтектоидных - из аустенита и цементита. По мере нагрева до Ас3 (Асm) происходит постепенное растворение свободного феррита или цементита в аустените. Однофазную структуру аустенита доэвтектоидные и заэвтектоидные стали приобретают только после нагрева вышеАc3 Асm) соответственно. С увеличением дисперсности исходной структуры время окончания всех этапов аустенизации уменьшается.
Размер аустенитного зерна - важнейшая структурная характеристика нагретой стали. От размера зерна аустенита зависит поведение стали в различных процессах термической, термомеханической обработки и механические свойства изделия. Особенно чувствительна к размеру аустенитного зерна ударная вязкость, которая заметно падает с укрупнением зерна. Ударная вязкость мелкозернистой стали может в несколько раз превышать ударную вязкость крупнозернистой стали той же марки, при одинаковой твердости обеих. На сильно развитой ферритно-цементитной поверхности раздела стали (дисперсная исходная структура) при нагреве выше Аc1 (Ac3, Аcm) образуется большое число центров превращения - зародышей аустенита, и к концу превращения аустенитные зерна получаются мелкими. Эти зерна называются начальными зернами. При дальнейшем нагреве эти зерна аустенита растут, причем разные стали характеризуются различной склонностью к росту зерна. По склонности к росту зерна аустенита при нагреве различают наследственно мелкозернистые и наследственно крупнозернистые стали. В наследственно крупнозернистых сталях размер зерен быстро увеличивается даже при небольшом перегреве выше Ac1 (Ac3, Acm), а в наследственно мелкозернистых сталях даже при значительном перегреве (от 950-1100°С)сохраняется относительно мелкое зерно (рис. 9.2). Склонность к росту зерна стали при нагревании зависит, не только состава стали по основным компонентам, но и от металлургического качества, технологии производства.Увеличение концентрации углерода в гамма- растворе способствует росту зерна. Повышение содержания углерода сверх предельной концентрации (линия ЕS диаграммы Fe- Fe C) затрудняет рост аустенитгого зерна из-за тормозящего действия частиц цементита. Почти все легирующие элементы (за исключением марганца) тормозят рост аустенитного зерна. Наиболее сильно тормозят рост аустенитного зерна карбидообразующие элементы V, Ti, A1 и Zr, а также W, Мо и Сr, слабо действуют Ni и Si. Основной причиной такого действия легирующих элементов считается образование труднорастворимых в аустените кардов, нитридов и оксидов, которые являются барьерами для растущего зерна.
Разные плавки стали одной марки могут сильно отличаться по склонности к росту зерна так как они содержат разное количество мельчайших тугоплавких примесей карбидов, оксидов, сульфидов и нитридов, затрудняющих рост зерна. Для определения склонности стали к росту зерна используется стандартная методика, которая заключается в окислительном нагреве шлифа в течение 3 ч при 930 °С. Границы зерен аустенита выявляются сеткой оксидов. От склонности к росту зерна зависит технологический процесс горячей деформации и термообработки. Наследственно мелкозернистые стали имеют больший интервал закалочных температур; их прокатка и ковка могут начинаться при более высоких температурах. При нагреве до достаточно высокой температуры - на 100-150 °С выше Ac1 (Ac3, Acm) - наследственно мелкозернистая сталь может иметь даже более крупное зерно аустенита, чем наследственно крупнозернистая сталь имеет при нагреве до 930 °С. (рис. 9.3.) Поэтому введено понятие размер действительного зерна - величина зерна при комнатной температуре, полученная в результате конкретной термообработки. Размер действительного зерна обычно тем больше, чем больше размер исходного зерна аустенита (рис. 9.3.). Механические свойства сталей определяются действительным зерном. Нагрев стали до температур значительно выше Ac3 приводит к перегреву металла, вследствие чего образуется крупное действительное зерно. Перегрев может быть исправлен повторным нагревом до более низкой температуры. Если нагрев проводится при температуре выше температуры перегрева и металл длительное время находится при этой температуре в окислительной атмосфере печи, то может возникнуть трудно исправимый дефект - пережог стали. Он сопровождается окислением и частичным оплавлением границ зерен и характеризуется камневидным изломом. Величина действительного зерна стали оказывает наибольшее влияние на ударную вязкость, особенно при низких температурах. Величину зерна определяют по ГОСТ 5639-82 сравнением микроструктуры стали при увеличении в 100 раз с эталонными шкалами. Размер зерна оценивается баллами. Балл зерна прямо пропорционален числу зерен, помещающихся на 1 мм2 шлифа, и обратно пропорционален среднему диаметру зерна. Условно принято считать, что стали с размером зерна от 1- до 5-го балла относятся к крупнозернистым сталям, а с более высоким баллом зерна (от 6 до 10) - к мелкозернистым.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; просмотров: 62; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.81.33.119 (0.02 с.) |