74) Металлографическая структура бейнита.

Различают структуру верхнего и нижнего бейнита.

1) Верхний бейнит, образующийся обычно в области температур ~500-350 град. С, имеет «перистый вид», в котором частицы карбидов выделяются не в виде пластинок, как в перлите, а в виде изолированных узких частиц. Состоит из реек пересыщенной альфа-фазы (толщиной < 1 мкм, длиной от 5 до 10 мкм).

2) Нижний бейнит образуется при температурах от 350 град. С до точки Мн и имеет реечное (пластинчатое) мартенситоподобное строение. Карбидные частицы в нижнем бейните располагаются в пластинках альфа-фазы.

75) Бейнитное превращение. Механизм, структура.

Бейнитное превращение переохлажденного аустенита сочетает в себе элементы перлитного и мартенситного превращений: диффузионное перераспределение углерода в аустените и между продуктами его распада и сдвиговое кооперативное мартенситное превращение гамма в альфа.

Вначале происходит диффузионное перераспределение углерода в аустените, что приводит к образованию в нем объемов, обогащенных и обедненных углеродом. Участки аустенита с низким содержанием углерода, у которых точка Мн лежит в области температур промежуточного превращения, претерпевают гамма-альфа превращение по мартенситному механизму. Образующийся малоуглеродистый мартенсит тут же отпускается при температурах промежуточной области с образованием бейнитной структуры. В объемах аустенита, обогащенных углеродом, если их пересыщение высокое, в процессе изотермической выдержки могут выделяться карбидов. Это, естественно, приведёт к обеднению этих участков аустенита углеродом и к протеканию в них превращения по мартенситному механизму. Мартенситный механизм образования альфа-фазы и обусловливает ее реечную структуру и появление характерного рельефа на поверхности микрошлифов, особенно заметного при образовании нижнего бейнита.

76) Влияние структуры перлита на прочностные свойства стали.

Твердость и прочность стали с перлитом прямо пропорциональна площади поверхности раздела между ферритом и цементитом. Поэтому с увеличением степени дисперсности феррито-цементитной структуры, т. е. с понижением температуры его распада, твердость, временное сопротивление, пределы текучести и выносливости возрастают.

77) Графитизация. Факторы, влияющие на графитизацию.

Образование стабильной фазы графита в чугуне может происходить в результате непосредственного выделения его из жидкого (твердого) раствора или вследствие распада предварительно образовавшегося цементита. Процесс образования в чугуне (стали) графита называют графитизацией.

Для ускорения графитизации чугуна необходима достаточно высокая температура отжига (900-1000°С). При такой температуре в равновесии находятся аустенит и цементит. Графитизация идет путем образования зародышей графита и их роста за счет углерода, выделяющегося из цементита при его распаде. Поэтому зависимость степени графитизации от длительности отжига графически выражается типичной с-образной кривой. По-видимому, зародыши графита могут образовываться в аустените вследствие концентрационной флуктуации углерода. В БЧ при его затвердевании всегда образуется некоторое, хотя и незначительное, количество графита в виде мелких включений. Эти включения при отжиге, вероятно, также становятся зародышами графитизации. Зарождение графита является гетерогенным. Фундаментальную роль при этом играют различные дефекты, в первую очередь микроскопические нарушения сплошности. Движущая сила графитизации – это уменьшение свободной энергии при распаде цементита на железо и углерод. Скорость процесса графитизации определяется скоростью отвода атомов железа в аустените от поверхности аустенит-графит, т.к. скорость самодиффузии железа на несколько порядков меньше, чем скорость диффузии углерода. При графитизации образуются включения графита в виде сфероидов, которые по форме не имеют никакого сходства с цементитом, при распаде которого они образовались. Полной графитизации можно добиться, длительно выдерживая БЧ при двух температурах, например 1000 и 700°С. При 1000°С распадается эвтектический и частично вторичный цементит, а при 700 °С-остальная часть вторичного цементита и эвтектоидный цементит. В результате полной графитизации получается ферритно-графитовая структура. Чугун с такой структурой обладает высокой пластичностью, т.к. феррит пластичен, а графит в глобулярной форме незначительно уменьшает пластичность.