Особенности превращения аустенита в перлит. Промежуточное превращение. Строение и свойства продуктов превращений.
6.2.1. Диаграмма изотермического распада переохлаждённого аустенита
Если нагретую сталь со структурой аустенита переохладить до температуры ниже 727˚С, то аустенит окажется в неравновесном состоянии. Переохлажденный аустенит через некоторое время (инкубационный период) начнёт распадаться на феррито-цементитную смесь. В зависимости от степени переохлаждения и механизма процесса различают три превращения аустенита: перлитное, мартенситное и промежуточное (бейнитное). Превращения протекают в соответствии с диаграммой изотермического распада переохлажденного аустенита, изображаемой в координатах «температура-время» (рис. 33). На диаграмме, соответствующей эвтектоидной стали:
Линия А1 отделяет область устойчивого аустенита.
Линия 1 – линия начала диффузионного распада аустенита, левее этой линии – аустенит переохлажденный, его устойчивость минимальна при температуре около 500˚С.
Линия 2 – линия конца диффузионного распада, правее этой линии - продукты перлитного (выше 500˚С) и бейнитного (ниже 500˚С) превращений.
Линия Мн – линия (температура) начала бездиффузионного мартенситного превращения.
Линия Мк – линия конца этого превращения, для эвтектоидной стали эта температура имеет отрицательное значение.
Рис. 33. Диаграмма изотермического распада аустенита для эвтектоидной стали
6.2.2. Перлитное превращение
Перлитное превращение идет при переохлаждении аустенита в диапазоне температур 727˚С...500˚С. При этом происходит распад аустенита на феррито-цементитную смесь:
А0,8%С→Ф0,02%С+Ц6,67%С.
Механизм перлитного превращения – диффузионный и включает два процесса:
диффузионное перераспределение углерода, приводящее к образованию цементита;
полиморфное превращение Feγ→Feα (ГЦК→ОЦК) с образованием феррита.
В итоге образуется феррито-цементитная смесь пластинчатого строения. В зависимости от температуры переохлаждения образуются феррито-цементитные смеси, отличающиеся степенью дисперсности (межпластинчатым расстоянием Δ0): перлит, сорбит, троостит (табл. 2). С увеличением степени переохлаждения увеличивается дисперсность структур, повышается прочность и твёрдость. Наибольшей пластичностью и вязкостью обладает структура сорбита.
Таблица 2
Продукты перлитного превращения
Ф-Ц смесь |
tпереохлаждения,°С |
Структура |
Межпластинчатое расстояние Δ0, мкм |
Твердость, НВ |
Перлит |
А1…650 |
|
0,6…1,0 |
180…250 |
Сорбит |
650…550 |
|
0,25…0,3 |
250…350 |
Троостит |
550…500 |
|
0,1…0,15 |
350…450 |
Виды химико-термической обработки применяемые для конструкционных сталей. Назначение процессов. Режимы и применяемые стали. Получаемые структуры.
Химико-термической обработкой (ХТО) называют диффузионное насыщение поверхности стали какими-либо элементами (например, углеродом, азотом, алюминием, хромом и др.)