4. Вплив величини зерна на властивості сталі.
Різна схильність до росту зерна визначається умовами розкислення сталі і її хімічним складом.
В спадково дрібнозернистих сталях присутні технологічні або легуючі домішки карбідоутворюючих елементів: Титан, Ванадій, Ніобій, які утворилися.,важкорозчинні в аустеніті карбіди, нітриди, та інші тугоплавкі сполуки. Ці сполуки виділяються по границях зерен і служать бар’єром для їх росту. Чим більша частка тугоплавких частинок в структурі і чим менші їх розміри, тим дрібніше зерно аустеніту утворюється, тим вищі механічні властивості мстивостіі тим вища здатність матеріалу зберігати структуру і властивості при високих температурах.
5.Діаграма ізотермічного розаду аустеніту.
Рисунок 5.1 – Діаграма ізотермічного розпаду аустеніту
Із діаграми ізотермічного розпаду аустеніту (рисунок 10.1) видно, що при повільному охолодженні аустеніт розпадається на ферито-цементитну суміш. При швидкому охолодженні вуглець, який розчинений в аустеніті, не встигає виділитися із нього і утворити цементитну фазу. Він залишається після фазового γ-перетворення замкнутим в -гратці, що сильно її спотворює. Така деформована гратка з вмістом в ній надлишкових атомів вуглецю отримала назву мартенситної гратки, а структура сталі – мартенсит.
6. Поняття критичної швидкості охолодження
Швидкість охолодження сталі при якій аустеніт не розпадається на ферито – цементитну суміш, а здатний перетворитись у мартенсит, носить назву критичної швидкості охолодження (гартування) Vкр.
7. Перлітне перетворення
У процесі перетворення охолодженого нижче 727˚С аустеніту одночасно відбуваються: поліморфне ɣ-𝛌-перетворення, дифузійний перерозподіл вуглецю в аустеніті. При різній швидкості охолодження аустеніту утворюються пластинчасті структуриевтектоїдного типу з різною дисперсною структурою.
Структура |
Перліт |
Сорбіт |
Тростит |
б, мкм |
0.7-1.0 |
0.25-0.3 |
0.1-0.15 |
НВ |
180-250 |
250-350 |
350-450 |
При температурі 727 °C досягається гранична концентрація вуглецю в обох твердих фазах (в аустеніті: 0,77% С, у фериті: 0,0218% С). З'являється і третя тверда фаза, з більшим вмістом вуглецю — карбід Fe3C. Розпочинається перлітне перетворення, що передбачає одночасне утворення дрібних кристалів α-фази заліза і Fe3C (цементиту). Цю евтектоїдну суміш іноді називають «сферичним перлітом» або «пластинчастим перлітом», в залежності від форми кристалів цементиту у феритній матриці. Пластинчаста форма утворюється при значних переохолодженнях розплаву нижче за 727 °С.
8. Перліт, сорбіт, тростит
Перліт (П) - це механічна суміш (евтектоїд) фериту і цементиту, що утворюється при повному розпаді аустеніту при 727 ОС.
Сорбіт — структурна складова сталей і чавунів, евтектоїдна суміш цементиту і фериту, що, на відміну від перліту, має тоншу будову. Назва походить від прізвища англійського вченого Г.К. Сорбі (Н.С.Sorby; 1826‒1908), на честь якого і названо.
Утворюється в результаті розпаду аустеніту при температурах близько 650 °C. Міжпластиночна відстань в сорбіті становить 0,2 мкм (в перліті 0,5-1,0 мкм). Твердість, міцність і ударна в'язкість сорбіту вища, ніж у перліту. Іноді феритокарбідну суміш, що утворюється в результаті гартування і високого відпуску, називають сорбітом відпуску.
Твердість сорбіту, залежно від хімічного складу сталі і умов термічної обробки становить 20...45 HRC.
Перліт, сорбіт і троостит — структури з однаковою природою (ферит + цементит), що відрізняються ступенем дисперсності фериту і цементиту.
Троостит — одна з структурних складових сталі і чавуну; є високодисперсною модифікацією перліту — евтектоїдною сумішшю фериту і цементиту. Названий на честь французького вченого Л. Ж. Труста ( фр. L. J. Troost). Утворюється в результаті розпаду аустеніту при температурах нижче 600 °С. Троостит, що утворюється при розпаді аустеніту в температурному інтервалі 400-500°C (тростит гартування) містить пластинчастий цементит або при відпуску при температурах 350-400 °C (троостит відпуску) містить зернистий цементит.
Міжпластиночна відстань у трооститі гартування< 0,1 мкм. Твердість трооститу вища, ніж перліту чи сорбіту. Під електронним мікроскопом спостерігається пластинчаста будова троститу з віялоподібним розташуванням пластинок; в оптичному мікроскопі спостерігаються темні ділянки трооститу на фоні світлих полів мартенситу.
Перліт, сорбіт і троостит — структури з однаковою природою (ферит + цементит), що відрізняються ступенем дисперсності фериту і цементиту.