Рост зерна аустенита при нагреве

Зародыши аустенита при нагреве выше Ас1 образуются на границе раздела феррит-карбид. При таком нагреве число зародышей всегда велико и начальное зерно аустенита мелкое.При дальнейшем повышении температуры и увеличении выдержки происходит рост зерна.

По склонности к росту зерна различают два типа сталей: наследственно мелкозернистые , наследственно крупнозернистые . В наследственно мелкозернистых сталях при нагреве до высоких температур (1000-1050оС) зерно увеличивается незначительно, однако при более высоком нагреве наступает бурный рост зерна. В наследственно крупнозернистых сталях наоборот сильный рост зерна наблюдается даже при незначительном перегреве выше Ас1

Превращение аустенита при непрерывном охлаждении

Нагреем эвтектоидную сталь до аустенитного состояния. При медленном охлаждении ее на линии эвтектоидного превращения происходит полный распад аустенита с образованием перлита. Это превращение идет диффузионно и состоит из следующих этапов: перестройка решетки альфа железа в гамма железо, выделение из твердого раствора мельчайших частиц цементита, укрупнение частиц цементита в пластинки.

При ускорении охлаждении до 15-50 оС/сек диффузия протекает в меньшей степени и образуется более дисперсная смесь феррита и цементита, размеры пластинок достигают десятых долей микрометра. Такая структура называется СОРБИТ.

При ускорении охлаждения до 50-100 оС/с возможности диффузии еще более ограничиваются а третий этап приостанавливается в самом начале. В результате пластины получаются еще более мелкие, такая мельчайшая смесь феррита и цементита была названа ТРООСТИТ.

При ускорении охлаждения до 150-200оС/с успевает завершиться лишь перестройка решетки гамма в альфа., процесс диффузии произойти не успевает, углерод остается в альфа железе. Атомы углерода искажают решетку, она становится вытянутой – тетрагональной . Такой пересыщенный твердый раствор углерода в альфа железе называется МАРТЕНСИТОМ.

Технология термической обработки стали

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СПЛАВОВ, НЕ СВЯЗАННАЯ С ФАЗОВЫМИ ПРЕВРАЩЕНИЯМИ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ (ОТЖИГ 1 РОДА) Этот вид отжига в зависимости от температурных условий устраняет химическую и физическую неоднородность, созданную предшествующими обработками, не связан с фазовыми превращениями , его можно проводить при температурах ниже или выше температур фазовых превращений.

ГОМОГЕНИЗАЦИОННЫЙ ОТЖИГ или ДИФФУЗИОННЫЙ ОТЖИГ Диффузионным отжигом называют длительную выдержку сплавов при высоких температурах, в результате которой уменьшается ликвационная неоднородность твердого раствора. РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИОННЫЙ ОТЖИГ Это нагрев деформированных полуфабрикатов или деталей выше температуры рекристаллизации. Цель рекристаллизационного отжига – понижение прочности и восстановление пластичности деформированного металла, получение заданного размера зерна.

ОТЖИГ ВТОРОГО РОДА .ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СПЛАВОВ, СВЯЗАННАЯ С ФАЗОВЫМИ ПРЕВРАЩЕНИЯМИ.

Цели отжига 2-го рода -снижение твердости-повышение пластичности-получение однородной мелкозернистой структуры, -полное снижение внутренних напряжений-улучшение обрабатываемости резанием. Это нагрев стали выше критических температур Асз и Ас1, выдержки и медленным охлаждении вместе с печью. Сфероидизирующий отжиг – это нагрев инструментальных сталей (эвтектоидных и заэвтектоидных) до температуры на 30-50° выше температуры Ас1 (727°) и последующим медленным вместе с печью охлаждением.

НОРМАЛИЗАЦИЯ

Нормализацией называется вид термической обработки, заключающейся в нагреве стали до температур выше критических, выдержке и охлаждении на спокойном воздухе. Доэвтектоидные стали нагревают до температуры выше на 30-50оС линии Асз, а заэвтектоидные – выше температуры Асm.

ЗАКАЛКА СТАЛИ

Закалкой называется вид термообработки, состоящий в нагреве стали до температуры выше критических точек Асз или Ас1, выдержке при этой температуре для завершения фазовых превращений и последующем быстром охлаждении. Для углеродистых сталей - чаще всего - это охлаждение проводят в воде, для легированных – в масле. Закалка не является окончательной операцией термообработки. Чтобы уменьшить хрупкость и напряжения, вызванные закалкой и получить требуемые механические свойства – сталь после закалки подвергают отпуску. Цель закалки –получение высокой твердости, прочности, износостойкости.