Материаловедение. Кривошеева Г.Б - 47 стр.

UptoLike

47
охладить на спокойном воздухе (скорость охлаждения 1,6 град/ч), то появ-
ляющийся перлит приобретает более тонкое строение, чем после охлаждения
с печью. Это приводит к повышению прочности и пластичности стали. Дан-
ная разновидность термообработки называется нормализацией.
При полном отжиге доэвтектоидной стали из аустенита выделяется весь
избыточный феррит и образуется эвтектоид перлит. Увеличение скорости
охлаждения доэвтектоидной стали с температуры выше А
c3
приводит не
только к увеличению дисперсности эвтектоида, но и к изменению избыточ-
ных выделений феррита. При нормализации, а также при охлаждении в мас-
ле, избыточный феррит не успевает полностью структурно обособиться. Не
успевший выделиться в виде самостоятельной структурной составляющей
избыточный феррит входит в эвтектоид. Такой эвтектоид с повышенным со-
держанием феррита имеет меньше 0,8 %С, и поэтому он был назван квазиэв-
тектоидом. В зависимости от степени дисперсности, квазиэвтектоид в доэв-
тектоидной стали, так же как и эвтектоид в чисто эвтектоидной стали, назы-
вают сорбитом и трооститом.
Чем больше скорость охлаждения, тем меньше успевает выделиться из
аустенита структурно-свободного избыточного феррита. При достаточно бы-
стром охлаждении выделение структурно свободного избыточного феррита
может быть полностью подавлено, а вся масса доэвтектоидной стали в этом
случае имеет квазиэвтектоидную структуру. Это лишний раз указывает на то,
что содержание углерода можно оценивать по микроструктуре только для
хорошо отожженных сталей, приведенных в равновесное состояние.
Кроме скорости охлаждения, на структуру стали сильно влияет темпера-
тура нагрева в аустенитной области. Чем выше температура нагрева, тем бо-
лее крупным вырастает аустенитное зерно и тем крупнее получаются выде-
ления избыточного феррита и колонии эвтектоида. Если при полном отжиге
доэвтекторидную сталь сильно перегреть выше точки А
c3
, то образуется ха-
рактерная
видманштеттова структура. Из крупных зерен аустенита обра-
зуются крупные колонии перлита, а избыточный феррит выделяется в виде
ориентированных пластин. В сечении шлифа эти пластины представляют со-
бой крупные иглы. При такой структуре сталь обладает пониженной ударной
вязкостью. Поэтому при полном отжиге и нормализации температура нагрева
стали не должна значительно превышать точку А
с
3
.
Ради экономии времени и затрат энергии сталь подвергают изотермиче-
скому отжигу, который состоит в том, что сначала сталь переводят в аусте-
нитное состояние, а затем быстро охлаждают до температур на 50 – 100 град
ниже А
c1
и выдерживают здесь столько времени, чтобы завершился переход
переохлажденного аустенита в перлит. После этого изделие охлаждают на
спокойном воздухе. Изотермический отжиг позволяет получать более одно-
родные свойства в разных участках объема металла, так как превращение
везде идет примерно с одинаковой скоростью, тогда как при нормализации
охладить на спокойном воздухе (скорость охлаждения 1,6 град/ч), то появ-
ляющийся перлит приобретает более тонкое строение, чем после охлаждения
с печью. Это приводит к повышению прочности и пластичности стали. Дан-
ная разновидность термообработки называется нормализацией.
    При полном отжиге доэвтектоидной стали из аустенита выделяется весь
избыточный феррит и образуется эвтектоид перлит. Увеличение скорости
охлаждения доэвтектоидной стали с температуры выше Аc3 приводит не
только к увеличению дисперсности эвтектоида, но и к изменению избыточ-
ных выделений феррита. При нормализации, а также при охлаждении в мас-
ле, избыточный феррит не успевает полностью структурно обособиться. Не
успевший выделиться в виде самостоятельной структурной составляющей
избыточный феррит входит в эвтектоид. Такой эвтектоид с повышенным со-
держанием феррита имеет меньше 0,8 %С, и поэтому он был назван квазиэв-
тектоидом. В зависимости от степени дисперсности, квазиэвтектоид в доэв-
тектоидной стали, так же как и эвтектоид в чисто эвтектоидной стали, назы-
вают сорбитом и трооститом.
    Чем больше скорость охлаждения, тем меньше успевает выделиться из
аустенита структурно-свободного избыточного феррита. При достаточно бы-
стром охлаждении выделение структурно свободного избыточного феррита
может быть полностью подавлено, а вся масса доэвтектоидной стали в этом
случае имеет квазиэвтектоидную структуру. Это лишний раз указывает на то,
что содержание углерода можно оценивать по микроструктуре только для
хорошо отожженных сталей, приведенных в равновесное состояние.
    Кроме скорости охлаждения, на структуру стали сильно влияет темпера-
тура нагрева в аустенитной области. Чем выше температура нагрева, тем бо-
лее крупным вырастает аустенитное зерно и тем крупнее получаются выде-
ления избыточного феррита и колонии эвтектоида. Если при полном отжиге
доэвтекторидную сталь сильно перегреть выше точки Аc3, то образуется ха-
рактерная видманштеттова структура. Из крупных зерен аустенита обра-
зуются крупные колонии перлита, а избыточный феррит выделяется в виде
ориентированных пластин. В сечении шлифа эти пластины представляют со-
бой крупные иглы. При такой структуре сталь обладает пониженной ударной
вязкостью. Поэтому при полном отжиге и нормализации температура нагрева
стали не должна значительно превышать точку Ас3.
    Ради экономии времени и затрат энергии сталь подвергают изотермиче-
скому отжигу, который состоит в том, что сначала сталь переводят в аусте-
нитное состояние, а затем быстро охлаждают до температур на 50 – 100 град
ниже Аc1 и выдерживают здесь столько времени, чтобы завершился переход
переохлажденного аустенита в перлит. После этого изделие охлаждают на
спокойном воздухе. Изотермический отжиг позволяет получать более одно-
родные свойства в разных участках объема металла, так как превращение
везде идет примерно с одинаковой скоростью, тогда как при нормализации


                                                                       47