Виды термообработки. Механизмы основных превращений. Фазы в системе углерод. Превращение аустенита в мартенсит при высоких скоростях охлаждения

сущность превращения заключается в том, что в результате превращения аустенита образуется механическая смесь феррита и цементита.

Состав которой отличается от состава исходного аустенита. аустенит содержит 0,8% С. Образуются фазы: феррит 0,02%, цементит 6,67%.

Максимальная скорость превращения соответствует переохлаждению ниже температуры, А₁ на 150 - 200 и соостветствует минимальной устойчивости аустенита.

При образовании перлита из аустенита ведущей фазой является цементит. Зарождение центров кристаллизации цементита отмечено на границе аустенитных зерен. Образовавшиеся пластичная растет, удлиняется и обедняет соседней области углерода. Рядом с ней образуется пластинка феррита. Эти пластинки растут как по толщине, так и по длине. Рост образовавшихся похожий перлита продолжается до столкновения кристаллов перлита, растущий из других центров. В свойстве и строение продуктов превращения аустенита зависит от температуры при которых происходит процесс его распада.

Толщина соседних пластинок феррита и цементита определяет дисперсность структуры и обозначается  Она зависит от температуры превращения. В зависимости от дисперсности продукты распада имеют различное название.

мм – перлит.

Образуется при переохлаждении до температуры Т = 650…700 ^oС, или при скорости охлаждения V_охл = 30…60 ^oС/ч. Твердость составляет 180…250 НВ.

 мм – сорбит

Образуется при переохлаждении до температуры Т = 600…650 ^oС, или при скорости охлаждения V_охл = 60 ^oС/с. Твердость составляет 250…350 НВ. Структура характеризуется высоким пределом упругости, достаточной вязкостью и прочностью.

11.10.2013

Фазы в системе углерод

Феррит – твердый раствор внедрения углерода в α – железо. Предельная растворимость углерода в α – феррите – 0,02%, а в δ – феррите – 0,1%. Феррит ферромагнитен (точка Кюри 768^оС). Феррит – мягкая пластичная фаза с твердостью HB 80 – 100.

Аустенит – твердый раствор внедрения углерода в γ – железе. Предельная растворимость углерода в аустените – 2,14%. Аустенит пластичен, его твердость HB 160 – 180.

Цементит – карбид железа Fe₃C содержит 6,67% C. Он имеет сложную ромбическую решетку. Температура плавления около 1260^оС. Цементит слабо ферромагнитен (точка Кюри 210^оС), обладает высокой твердостью (HB 800) и малопластичен.

Графит – углерод, выделяющийся в железоуглеродистых сплавах в сплавах в свободном состоянии. Он имеет слоистую гексагональную кристаллическую решетку и низкую прочность.

Промежуточное превращение

При температуре ниже 550 градусов само диффузия атомов железа практически не происходит, а атомы углерода обладают аустенита происходит перераспределение атомов углерода и участков аустенита обогащенные углеродом в цементит. Превращение обедненного углеродом аустенито феррит происходит по сдвиговому механизму, путем возникновения и роста зародыша феррита. Образующиеся при этом кристаллы имеют игольчатую форму. Такая структура состоящая из цементита и феррита называется бейнитом. Особенностью является повышенное содержание углерода в феррите (0,1 – 0,2%). Дисперсность кристаллов феррита и цементита зависят от температуры превращения. При температуре мм – верхний бейнит. Структура характеризуется недостаточной прочностью, при низких относительном удлинении () и ударной вязкости ().

При температуре 300^oС – – нижний бейнит. Структура характеризуется высокой прочностью в сочетании с пластичностью и вязкостью.

Превращение аустенита в мартенсит при высоких скоростях охлаждения

Данное превращение происходит только при высоких скоростях охлаждения. Когда диффузионные процессы подавляются. Сопровождается полиморфным превращением γ→α. При охлаждение стали со скоростью свыше критической, превращение начинается при температуре начала мартенситного превращения M_Н и заканчивается при температуре окончания мартенситного превращения М_К. Минимальная скорость охлаждения при котором весь аустенит переохлаждается до температуры М_Н и превращается и называется критической скоростью закалки. Т.к. процесс диффузии не происходит то весь углерод, аустенита остается в решетке α – железа и располагается в центре тетраэдров либо в середине его ребр. Мартенсит это пересыщенный твердый раствор внедрением углерода в α – железо