Металловедение и термическая обработка металлов. Сизов И.Г - 54 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

Снижение температуры до Т
1
, увеличит энергетический
потенциал процесса А ⇒ П до - ∆G
Т1
, соответственно
увеличится ч.з. и с.р. фаз Ф и Ц, а скорость диффузии
уменьшится.
Рис 3. Влияние температуры на изменение энергии
Гиббса П и А (а), на число зародышей (ч.з.) и скорость роста
(с.р.) кристаллов А (б).
В эвтектоидной стали конец процесса превращения
перлита в аустенит является концом перекристаллизации во
всем объеме металла. В структурах доэвтектоидной и
заэвтектоидной сталей при Т
Н
< Асз, кроме аустенита, будут
иметь место избыточные фазы: феррит и цементит
соответственно (см. Д.С. Fe-Fe
3
C. рис. 4).
По мере нагревания и приближения Т
н
к А
С
з объемные
доли Ф и Ц в структуре этих сталей будут уменьшаться за
счет растворения их атомов в аустените. При Т
Н
> А
С
з
структура этих сталей станет чисто аустенитной. Дальнейшее
повышение Т
н
приведет к активизации роста зерна аустенита.
Возможные механизмы роста зерна аустенита:
путем "слияния" мелких зерен в крупные;
путем миграции более устойчивых выпуклых границ
зерен аустенита. с большим радиусом кривизны.
Первый механизм имеет место при Т
н
= 900 - 1000 °С.
При этом, наряду с мелкими, образуются крупные зерна, т. е.
формируется разнозернистость. Второй механизм
реализуется при T
H
>1000°C.
Следует помнить, что величина зерна аустенита,
образовавшегося в процессе нагрева при термообработке
стали, определяет размер получающихся из него фаз и
структурных составляющих. Так как мелкозернистая
структура металла предпочтительнее крупнозернистой, то в
производственной практике Т
н
ограничивают обоснованными
пределами. В связи с тем, что рост зерна аустенита - процесс
диффузионный, увеличение τ
в
способствует укрупнению его
зерна, как и повышение Т
н
. Поэтому τ
в
надо назначать тоже
обоснованно.
По склонности зерна аустенита к росту при нагреве
различают два типа сталей: наследственно мелкозернистые и
наследственно крупнозернистые (см. рис. 4). У первых нагрев
до 950 -1000° С приводит к незначительному росту зерна
аустенита.
Это связано с тем, что его рост тормозят карбиды,
нитриды, продукты раскисления стали и другие частицы,
располагающиеся между зернами. Однако, при Т
н
более 950 -
1000° С эти частицы распадаются на атомы, которые
растворяются в аустените. Это ведет к резкому увеличению
скорости роста зерна. В наследственно крупнозернистых
сталях таких частиц значительно меньше, поэтому
укрупнение их зерна начинается уже при Т
н
чуть выше А
С1
.
Величина действительного зерна аустенита зависит от
Тн, τ
в
и типа стали. Она несущественно влияет на
стандартный комплекс механических свойств: σ
в
, σ
0,2
,δ, ψ и
твердость стали, но укрупнение зерна А не желательно, т.к.
понижает ее работоспособность при ударных нагрузках,
повышает температуру охрупчивания и склонность к
закалочным трещинам и деформациям.
105 104 
     Снижение температуры до Т1, увеличит энергетический                 Первый механизм имеет место при Тн = 900 - 1000 °С.
потенциал процесса А ⇒ П до - ∆GТ1, соответственно                  При этом, наряду с мелкими, образуются крупные зерна, т. е.
увеличится ч.з. и с.р. фаз Ф и Ц, а скорость диффузии               формируется      разнозернистость.     Второй      механизм
уменьшится.                                                         реализуется при TH>1000°C.
                                                                         Следует помнить, что величина зерна аустенита,
                                                                    образовавшегося в процессе нагрева при термообработке
                                                                    стали, определяет размер получающихся из него фаз и
                                                                    структурных составляющих. Так как мелкозернистая
                                                                    структура металла предпочтительнее крупнозернистой, то в
                                                                    производственной практике Тн ограничивают обоснованными
                                                                    пределами. В связи с тем, что рост зерна аустенита - процесс
                                                                    диффузионный, увеличение τв способствует укрупнению его
                                                                    зерна, как и повышение Тн. Поэтому τв надо назначать тоже
                                                                    обоснованно.
            Рис 3. Влияние температуры на изменение энергии              По склонности зерна аустенита к росту при нагреве
     Гиббса П и А (а), на число зародышей (ч.з.) и скорость роста   различают два типа сталей: наследственно мелкозернистые и
     (с.р.) кристаллов А (б).                                       наследственно крупнозернистые (см. рис. 4). У первых нагрев
                                                                    до 950 -1000° С приводит к незначительному росту зерна
     В эвтектоидной стали конец процесса превращения                аустенита.
перлита в аустенит является концом перекристаллизации во                 Это связано с тем, что его рост тормозят карбиды,
всем объеме металла. В структурах доэвтектоидной и                  нитриды, продукты раскисления стали и другие частицы,
заэвтектоидной сталей при ТН < Асз, кроме аустенита, будут          располагающиеся между зернами. Однако, при Тн более 950 -
иметь место избыточные фазы: феррит и цементит                      1000° С эти частицы распадаются на атомы, которые
соответственно (см. Д.С. Fe-Fe3C. рис. 4).                          растворяются в аустените. Это ведет к резкому увеличению
     По мере нагревания и приближения Тн к АСз объемные             скорости роста зерна. В наследственно крупнозернистых
доли Ф и Ц в структуре этих сталей будут уменьшаться за             сталях таких частиц значительно меньше, поэтому
счет растворения их атомов в аустените. При ТН > АСз                укрупнение их зерна начинается уже при Тн чуть выше АС1.
структура этих сталей станет чисто аустенитной. Дальнейшее               Величина действительного зерна аустенита зависит от
повышение Тн приведет к активизации роста зерна аустенита.          Тн, τв и типа стали. Она несущественно влияет на
     Возможные механизмы роста зерна аустенита:                     стандартный комплекс механических свойств: σв, σ0,2,δ, ψ и
     путем "слияния" мелких зерен в крупные;                        твердость стали, но укрупнение зерна А не желательно, т.к.
     путем миграции более устойчивых выпуклых границ                понижает ее работоспособность при ударных нагрузках,
зерен аустенита. с большим радиусом кривизны.                       повышает температуру охрупчивания и склонность к
                                                                    закалочным трещинам и деформациям.

                               104                                                                   105

Страницы