Методы определения количества остаточного аустенита в закаленной стали У10

Билет 9 вопрос 3

Какими методами можно определить количество остаточного аустенита в закаленной стали У10.

Сталь У10 - углеродистая инструментальная сталь (Гост 1435-74), производится качественно. При термообработке сталь У10 подвергают неполной закалке (эта сталь неглубокой прокаливаемости). После закалки структура У10 состоит из мартенсита и избыточных карбида(цементита), а так же имеется не большое количество аустенита остаточного(аустенит, который существует при нормальной температуре наряду с мартенситом - А_ост) 5-8% Количество Аост. можно определить магнитным методом. Мартенсит получающийся из аустенита ферромагнитен. Гетерогенную смесь аустенита и мартенсита следует рассматривать как сумму малых феромагнитных частиц, разобщенных между собой парамагнитным веществом. И при определении А_ост можно воспользоваться экспериментально зависимостью намагниченности образца от количества А_ост. Когда часть железа связанна в карбиды, то она как ферромагнетик проявляется слабо. Намагниченность Fe₃C составляет 2/3 от насыщения железа. Поэтому для определения малых количеств А_ост. наряду с магнитным методом нужно мользоваться и другими методами.

При металлографическом методе исследуется поверхность. При наличии значительных количеств Аост(20-30%) он обнаруживается в виде светлых полос между иглами мартенсита. В малоуглеродистых закаленных сталях почти нет А_ост. Рентгеновский метод. Аустенит представляет собой тв. р-р внедрения углерода в γ-Fe, металлические компоненты легированной стали растворяются в аустените по типу замещения. Атомы углерода статистически распределены по октоэдрическим порам ГЦК решет. Определение содержания А_ост - количественный фазовый анализ, основанный на соотношении интенсивностей линий разных фаз между собой или с линиями эталона. В основе метода - пропорциональная зависимость интенсивностей линий от качества этой фазы.

Соотношение  рассчитывается теоретически пользуясь множителями интенсивности, с другой стороны это отношение определяется экспериментально, при этом I оценивается как площадь под пиком линии. При определении А_ост следует учитывать возможность наложения на сравниваемые линии

аустенита и мартенсита линии от др. фаз в стали и d/n для этих фаз, выбирают условия съемки (излучение и анализируемые линии), обеспечивающие оптимальное сочетание точности и экспрессивности анализа. При отсутствии значительного количества карбидной фазы для определения количества А_ост сравнивают линии(311) kα аустенита и (112-211, 121) kα мартенсита на Co- или Fe-излучении; при этом используют фильтр β излучения в связи с наложением отражения(311) kβ аустенита на отражения (211) kα мартенсита. Интегральную интенсивность линии(НК2) фазы, занимающей х% облучаемого объема, определяют по формуле:  , где Lяч.ф - объем элементарной ячейки фазы; коэффициент К одинаков для всех линий рентгенограм (kα- kβ-линий);  - произведение факторов Лоренца и углового количества А_ост (Ха) в бинарной системе можно определить по отношению интенсивности линий, принадлежащих двум фазам: Для увеличения точности определения целесообразно выбирать линии, расположенные по углам Θ близко друг к другу x_A=(1+kB)^-1(*) где B=I_M/I_A; к - коэффициент, который заранее насчитывается для данной комбинации фаз, исходя из фактов интенсивности выбранных линий. В присутствии в структуре стали значительного количества цементита для анализ. следует взять линии (311)kα аустенита и (220-022, 202)kβ мартенсита. Линия (121,211-112) мартенсита в данном случае не годится, т.к. вблизи максимума этой линии наблюдается линия высокой интенсивности (233)kα от цементита. Если в расчете можно пренебречь количеством цементита, то используют формулу (*). Если количество цементита велико и удается зафиксировать его интенсивные отражения, расчёт следует проводить по формулам для 3-х фазной структуры

I_A, I_M, I_Ц – интегральные интенсивности соответствующих линий