Превращение стали при нагреве.

При нагреве стали выше А₁, начинается полиморфные превращения феррита в аустенит, кристаллы аустенита зарождаются преимущественно на границе феррит-цементит и растут постепенно заменяя всю перлитную структуру.

Превращение состоит из двух параллельно протекающих процессов

1. полиморфные превращения альфа-железа в гамма-железо (Fe_α→Fe_γ) и растоврение цементита. Полиморфные превращения возникают быстрее чем растворение цементита и по его окончании наблюдается неоднородность распределения углерода в аустените.

2. тной Области бывших пластин цементита обогащены углеродом. Для выравнивания химического состава требуется дополнительная выдержка при температуре.

В.№32 Структурные превращения в сталях при охлаждении. Перлитное превращение. Последовательность образования перлита при распаде аустенита. Закономерности перлитного превращения на примере эвтектоидной стали. Влияние скорости охлаждения на структуру при диффузионном превращении аустенита. Особенности структурообразования при охлаждении доэвтектоидных и заэвтектоидных сталей.

Превращения в сталях при охлаждении

Процессы распада аустенита делят на 2 вида

1. Диффузионное превращение – перлитное и бинитное

2. бездиффузионное превращение (сдвиговое - мартенситное)

Перлитное превращение аустенита начинается при охлаждении ниже температуры А₁, превращение аустенита в феррит начинается на границах зерен, поскольку феррит содержит значительно меньше углерода, то при образовании кристалла феррита, примыкающие к нему области обогащаются углеродом, и в результате в них формируются кристаллы цементита.

Рядом происходит объединение области углеродом, поэтому там облегчается полиморфные превращения аустенита в феррит.

Формируется структура пластинчатого типа в колонии параллельных пластин перлита растут до соприкосновения, поэтому каждое зерно аустенита содержит несколько перлитных колоний.

В.№33 Структурные превращения в сталях при охлаждении. Понятие о диаграмме изотермического превращения переохлажденного аустенита (С-диаграмма). Особенности структурообразования и вид С-диаграмм для доэвтектоидных, эвтектоидных и заэвтектоидных сталей.

Процессы распада аустенита делят на 2 вида

3. Диффузионное превращение – перлитное и бинитное

4. бездиффузионное превращение (сдвиговое - мартенситное)

Перлитное превращение аустенита начинается при охлаждении ниже температуры А₁, превращение аустенита в феррит начинается на границах зерен, поскольку феррит содержит значительно меньше углерода, то при образовании кристалла феррита, примыкающие к нему области обогащаются углеродом, и в результате в них формируются кристаллы цементита.

Рядом происходит объединение области углеродом, поэтому там облегчается полиморфные превращения аустенита в феррит.

Формируется структура пластинчатого типа в колонии параллельных пластин перлита растут до соприкосновения, поэтому каждое зерно аустенита содержит несколько перлитных колоний.

Влияние степени переохлаждения на устойчивость аустенита и скорость превращения представляет графически в виде диаграмм изотермического превращения переохлажденного аустенита С-диаграммы

На диаграмме присутствуют следующие области

Область 1 – область стабильного аустенита

Область 2 – область переохлажденного аустенита

Область 3 – область превращение аустенита в перлит

Область 4 – перлитная область

Область 5 – мартенситные превращения

M_n – температура начала мартенситного превращения

M_к – температура конца мартенситного превращения

Область 6 – мартенситная область.

Первая линия S диаграммы соответствует началу перлитного превращения

Вторая линия, концу перлитного превращения.

В зависимости от температуры при которой происходит распад аустенита различают 3 температурных области на S-диаграмме.

Верхний интервал температур от изгиба кривой (для углеродистых сталей ~500⁰).

Область перлитного превращения область ниже M_n – для углеродистых сталей ~250⁰ – область мартенситного превращения.

Между этими температурными интервалами температуры лежит область промежуточного бинитного превращения.

Структура образующаяся при диффузионном превращении зависит от температуры, если превращение протекает в интервале температур 650-700, то межпластичное расстояние структуры 0,5-0,7микрон, и такая структура называется перлит.

Если превращение протекает при температурах 590-650 – межпластинчатое расстояние 0,3-0,5 микрон – структура называется сорбит.

При температуре превращения 500-590 межпластинчатое расстояние 0,1-0,3 микрон – структура называется троостит.

Промежуточное превращение (бинитное)

Бинитное превращение протекает в интервале температур между перлитом и мартенситом и имеет черты обоих превращений. При бинитном превращении происходит диффузионное перераспределение углерода и сдвиговое полиморфное превращение. При этом образуется смесь альфа-фазы и карбида, которая называется бинит. Предполагается что превращение начинается с перераспределения углерода, в результате которого одни ионы аустенита обогащаются углеродом, другие обедняются, с уменьшением количества углерода повышается температура M_n (начало мартенситных превращений) и в объединенных областях протекает полиморфное превращение по мартенситному механизму.

В областях обогащенных углеродом образуются карбиды, бинит образовавшийся при температурах 400-500 называется верхний бинит, а при более низких температурах нижний бинит. Верхний бинит отличается от нижнего составом бинитной фазы.

В верхнем бините карбидная фаза цементит, в нижнем бините промежуточный σ карбид.

Наилучшем сочетанием прочность и вязкости обладает нижний бинит.

В.№34 Структурные превращения в сталях при охлаждении. Мартенситное превращение аустенита. Условия его протекания, понятия: критическая скорость охлаждения (закалки), остаточный аустенит, мартенсит. Особенности мартенситного превращения.

Процессы распада аустенита делят на 2 вида

5. Диффузионное превращение – перлитное и бинитное

6. бездиффузионное превращение (сдвиговое - мартенситное)

Перлитное превращение аустенита начинается при охлаждении ниже температуры А₁, превращение аустенита в феррит начинается на границах зерен, поскольку феррит содержит значительно меньше углерода, то при образовании кристалла феррита, примыкающие к нему области обогащаются углеродом, и в результате в них формируются кристаллы цементита.

Рядом происходит объединение области углеродом, поэтому там облегчается полиморфные превращения аустенита в феррит.

Формируется структура пластинчатого типа в колонии параллельных пластин перлита растут до соприкосновения, поэтому каждое зерно аустенита содержит несколько перлитных колоний.