1 3. Превращение при непрерывном охлаждении

При реальных скоростях охлаждения аустенит переохлаждается ниже

температуры А₁ и становится нестабильн ым.

Чем больше скорость охлаждения, тем больше степень переохлаждения

аустенита, тем дисперснее (мельче) продукты его распада.

V_k – критическая скорость охлаждения – минимальная скорость, при кото­рой образуется мартенсит (касательная к С-образной кривой диаграммы). Скорость охлаждения: V₁ – образуется перлит, V₂ – сорбит, V₃ – троостит.

Бейнит при непрерывном охлаждении не образуется. Пр и скоро­сти V₄ часть аустенита переохлаждается до точки Мн. Структура при охлаждении с этой скоростью – троостит и мартенсит.

Охлаждение со скоростью V₅ > V_кр. переохлаждается до точки Мн и в структуре образуется мартенсит + А_{о ст.}

С увеличением скорости охлаждения свойства прочности, тв ер-дости возрастают, а пластичности и вязкости падают.

71

Т ЕРМОКИНЕТИЧЕСКИЕ ДИАГРАММЫ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПЕ­РЕОХЛАЖДЕННОГО АУСТЕНИТА.

Диаграммы изотермического превращения переохлажденного аустенита приближенно характеризуют превращения, протекающие при непрерывном охлаждении.

Термокинетические диаграммы Т⁰-τ служат для разработки технологиче­ских режимов термической обработки. Эти диаграммы строятся с учетом различных скоростей охлаждения и их влияния на температурные интер­валы превращения и образующиеся структурные составляющие.

а б

Термокинетические диаграммы превращения переохлажденного аустени-та : а – эвтектоидная сталь; б – доэвтектоидная легированная сталь с 0,3 %С, 1,0 %Cr, 0,15 %Mo (тонкие линии на рис. а – диаграмма изотермиче­ского распада.

Диаграммы показывают, что при малых скоростях охлаждения углероди­стой стали проходит перлитное превращение с образованием феррито-цементитной смеси разной дисперсности (перлит, сорбит, троостит). П р и охлаждении со скоростью V > V_кр пер л итно е пр ев р а щ ение подав ляет-ся, А → М.

В легированных сталях существует область бейнитного превращения и возможно образование бейнита.

72

ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ

Вопросы:

120. В чем причина фазовых превращений, протекающих при нагреве или охлаж­дении стали?

121. Какая критичес кая то ч к а соответствует перлитному превращению?

122. В чем различие между наследственно мелко- и наследственно крупнозерни­стыми сталями?

123. Что та к о е перегрев, пережог?

124. Каковы особенности перлитного превращения в стали, что так о е сорбит, троостит?

125. Что так о е мартенсит, какова его решетка, особенности мартенситного пре­вращения?

126. От чего зависят свойства мартенсита и отношение c/a?

127. Что та к о е критическая скорость охлаждения?

128. Что та к о е бейнит, типы бейнитной структуры?

129. Какие процессы протекают при отпуске закаленной стали?

130. Как влияет температура отпуска на механические свойства стали?

131. Какие структурные изменения протекают при отпуске стали?

13. По чем у охлаждение стали со скоростью меньше критической дает пони­ женную тв е р д о с ть стали?

132. Диаграмма изотермического распада аустенита.

133. Что та к о е о с та то ч н ы й аустенит?

134. Как влияют легирующие элементы на фазовые превращения при нагреве и охлаждении?

73

Задачи:

Задача № 1

Укажите структуру стали 45, которая образуется при нагреве до тем пера-туры 700⁰С, 750⁰С, 850⁰С, 950⁰С, 1000⁰С, если сталь была при выплавке допол­нительно раскислена алюминием в ковш? Изменится ли структура стали при подобном нагреве, если сталь раскислить то л ьк о FeSi или FeMn?

Задача № 2

Детали из стали У8 подверглис ь нагреву на температуру 780⁰С, пос ле че­го одна партия деталей охлаждалась с печью (очень медленно), а другая партия была перенесена в печь с температурой 500⁰С и выдерживалась в ней 2 часа. Какая структура будет у деталей I и II партий после обработки и будут ли отли­чаться их свойства?

Задача № 3

В сталях пос ле нагрева на температуру 770⁰С образовались структуры: а – мартенсит + феррит; б – мартенсит + цементит + А_ост. Определить ориентиро­вочно содержание углерода в сталях с разной структурой.

Задача № 4

Образцы стали У8 были нагреты на температуру 770⁰С и после выдержки охлаждались в разных средах – на воздухе, в масле, в воде, растворе NaCl в во­де. По с л е охлаждения образцы имели разную тв ер д о с ть. Объяс ните причину этого явления.

Задача № 5

В чем различие в фазовом составе и строении продуктов отпуска при 650⁰С и продуктов изометрического превращения переохлажденного аустенита при той же температуре в стали с содержанием углерода 0,4 %?

Задача № 6

В стали с содержанием углерода 0,45 % необходимо получить наилучшее сочетание свойств прочности и пл а с тич но с ти. Рекомендовать температуру от­пуска для этой стали и объяснить сделанный выбор.

74