дальнейшем охлаждении сплава от точки 3 до точки 4 – ( 830 °С ) за счет выравнивающей диффузии ликвация частично снижается.
В интервале температур точек 4 - 5 происходит аллотропическое у — α превращение. На границах зерен аустенита возникают зародыши (центры кристаллизации) феррита, которые растут и развиваются за счет атомов аустенитной фазы. Имеет место перераспределение углерода между аустенитом и ферритом. Состав аустенита изменяется по линии GS, а феррита - по линии GP. Концентрация углерода в кристаллах аустенита возрастает, что приводит к снижению температуры перехода y-Fe в a- Fe.
При температуре 727°С – точка 5 концентрация углерода в аустените достигает 0,8% и из него образуется эвтектоид - феррито-цементитная смесь (α- Fe и Fe3C), получившая название перлит.
Превращение аустенита состава 0,8% С в перлит заключается в перестройке решетки у-α и диффузионном перераспределении углерода между фазами a- Fe и Fe3C. Ведущей фазой в этом превращении является цементит.
Зародыши новой фазы Fe3C возникают на границах зерен исходного аустенита, в местах скопления дислокаций или вакансий, неметаллических включений и различных примесей, дефектов упаковки. Рост частиц карбида Fe3C (6,67% С) вызывает в прилегающих к нему объемах аустенита резкое снижение углерода (обезуглероживание). В этих участках происходит аллотропическое у- α -превращение, т.е. образование феррита (почти чистое железо).
Рост кристаллов α-Fe в свою очередь ведет к обогащению окружающего аустенита углеродом и росту новых частиц Fe3C. Совместный рост кристалликов α- Fe и Fe3C наблюдается в форме пластинок.
Пластинки феррита и цементита непрерывно возникают непосредственно; друг возле друга до полного исчезновения аустенита, образуя одну перлитную колонию. В различных участках аустенита возникают и формируются несколько перлитных колоний с различной ориентацией пластин феррита и цементита.
Дальнёйшее охлаждение сплава от 727 0 С до комнатной температуры приводит к выделению незначительного количества третичного цементита вследствие уменьшения растворимости углерода в феррите по линии PQ. Однако в микроструктуре при наличии перлита обнаружить цементит невозможно. При температуре 210 ° С наблюдается магнитное превращение цементита.
При комнатной температуре структура – феррит + перлит .
При закалке данной стали закалки для обеспечения более высоких эксплутатационных характеристик изделий следует закалку с температуры 840 гр. С.
Основными факторами, определяющими структуру стали при закалке, являются температура нагрева и скорость охлаждения.
Различают неполную и полную закалку. При неполной закалке сталь нагревают до температуры на 30—50 е выше точки ACl (но ниже АСз или Аст), а при полной закалке — на 30—50° выше точек АСз или АСт, выдерживают при этой температуре и затем охлаждают с большой скоростью.
При правильно выбранной температуре нагрева и достаточной скорости охлаждения (выше критической, при которой образуется только мартенсит) доэвтектоидная сталь после полной закалки имеет структуру мелкоигольчатого мартенсита с равномерно расположенными по всему полю иглами, пересекающимися под углом примерно 60 и 120° твердость HRC 60.
Рис. 1 Микроструктура стали 40 после закалки в воде от 840°, мелкоигольчатый мартенсит. Полная закалка.
Мартенсит — пересыщенный твердый раствор углерода в а-железе с тетрагональной кристаллической решеткой — является продуктом бездиффузионного превращения аустенита при охлаждении со скоростью выше критической. Он обладает очень высокой твердостью, но сравнительно низкой вязкостью .
Наличие в структуре закаленной доэвтектоидной стали феррита свидетельствует о неполной закалке, т. е. недостаточном (ниже точки АС1) нагреве перед закалкой. При нагреве стали до температур в интервале между точками AC1 и АC3 доэвтектоидная сталь состоит из феррита и аустенита. При резком охлаждении от этих температур аустенит превращается в мартенсит, а феррит сохраняется, снижая твердость закаленной стали.
Рис. 2 Микроструктура стали 40 после закалки от 740 в воде, мартенсит + феррит. Неполная закалка.
Закалку доэвтектоидных конструкционных сталей от температур, соответствующих межкритическому интервалу (Ас1—Ас3), до недавнего времени не применяли.
Низкое отношение бт / бв выгодно для глубокой штамповки листовых
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
