§ 2. Изменение размера зерна перлита в зависимости от нагрева в аустенитной области.
Размер
зерна перлита
при охлаждении в аустенитной области
зависит от температуры нагрева: чем
выше температура нагрева, тем крупнее
зерно.
§ 3. Превращения при медленном охлаждении.
ГЦК ОЦК
При медленном охлаждении диффузионным путем протекают следующие процессы:
1-й этап: углерод выделяется из ГЦК решетки аустенита и образуется аустенит, обедненный углеродом.
2-й этап: в обедненном углеродом аустените происходит перестройка решетки ГЦК в ОЦК.
3-й
этап: выделившийся
из аустенита углерод, образует цементит
.
Таким образом образуется перлит.
§ 4. Превращения при быстром охлаждении аустенита.
§ 4.1. Зависимость скорости распада аустенита от степени переохлаждения.
где
коэффициент
диффузии,
разность
свободных энергий аустенита
и перлита
.
скорость
распада аустенита
-
равновесная температура
При
переохлаждении аустенита относительно
действуют два основных фактора:
1).
С увеличением степени переохлаждения
(то есть уменьшением температуры),
разность свободных энергий аустенита
и перлита
возрастает, что ускоряет превращение.
2). С другой стороны, происходит уменьшение скорости диффузии, а это замедляет превращение.
,
так как
.
.
§ 4.2. Диаграмма изотермического распада
переохлажденного аустенита.
Сорбит
– механическая смесь феррита
и цементита
,
но с более высокой степенью дисперсности
чем у перлита
(зерно мельче).
Троостит
(или тростит)–
механическая смесь
и цементита
,
но с еще более высокой степенью
дисперсности чем у перлита
и сорбита
(зерно
мельче).
§ 5. Превращение аустенита в мартенсит
при быстром охлаждении.
Если
переохладить аустенит
до таких температур, что решетка ГЦК
будет неустойчивой,
(где
),
,
то перестройка решетки ОЦК в ГЦК
произойдет по бездиффузионному механизму,
а углерод из кристаллической решетки
не выделится.
ГЦК ОЦК
Мартенсит образуется за счет сдвига атомов по определенным кристаллографическим областям.
16.11.07.
ГЦК ОЦК
Углерода в мартенсите остается столько же, он попросту не успевает выделиться из решетки ГЦК.
Для
ОЦК:
,
то есть
-
пересыщенный твердый раствор.
Мартенсит-
пересыщенный твердый раствор углерода
в
железе
.
Строго говоря, так как решетка мартенсита пересыщена углеродом, то она является не ОЦК, а ортогональной:
с
увеличением
увеличивается отношение
Мартенситное превращение обладает следующими особенностями:
1).
Удельный объем мартенсита больше
удельного объема аустенита
в решетке мартенсита
возникают высокие напряжения и возрастает плотность дислокаций:
Удельные объемы:
2). Мартенсит имеет высокую твердость, прочность, но он хрупкий.
3).
Мартенситное превращение протекает с
огромной скоростью:
.
Превращение аустенита в мартенсит
протекает в температурном интервале:
.
4).
Положение
точек
зависит от содержания углерода: чем
больше углерода, тем точки ниже:
5). Превращение аустенита в мартенсит никогда не доходит до конца, поэтому всегда присутствует остаточный аустенит:
С увеличением содержания углерода возрастает количество остаточного аустенита:
