11353

Термическая обработка. Превращения при непрерывном охлаждении аустенита. Превращения при отпуске

Лекция

Производство и промышленные технологии

Лекция 7 Термическая обработка. Превращения при непрерывном охлаждении аустенита. Превращения при отпуске. Превращение переохлажденного аустенита можно осуществить в изотермических условиях т.е. при постоянной температуре и при непрерывном охлаждении. Изотермиче...

Русский

2013-04-07

65.7 KB

29 чел.

Лекция 7

Термическая обработка. Превращения при непрерывном охлаждении аустенита. Превращения при отпуске.

Превращение переохлажденного аустенита можно осуществить в изотермических условиях, т.е. при постоянной температуре и при непрерывном охлаждении. Изотермическое превращение аустенита описывается диаграммами изотермического превращения и редко используется в практике термической обработки сталей. Превращения аустенита при непрерывном охлаждении описываются термокинетическими диаграммами.

Такие диаграммы строят в координатах температура – время на основе анализа серии кривых охлаждения, на которых отмечают температуры начала и конца  перлитного и бейнитного превращений.  Термокинетические диаграммы имеют сложный вид, поэтому для упрощения в данном учебном пособии будем рассматривать диаграмму изотермического превращения с наложенными на нее кривыми охлаждения (рис. 1).

Рис. 1. Наложение кривых охлаждения на диаграмму изотермического распада аустенита.

На диаграмме отражены все ее особенности:

- при малых скоростях охлаждения (ν1, ν2, ν3) в стали протекает только диффузионный распад аустенита с образованием феррито-цементитной смеси различной степени дисперсности (перлит, сорбит, троостит);

- при охлаждении со скоростью νкр – критической скорости закалки или большей (ν4) переохлажденный аустенит превращается в неравновесную фазу - мартенсит.

В зависимости от скоростей охлаждения превращение аустенита может быть диффузионным и бездиффузионным. Критерием превращения является  критическая скорость охлаждения VКР. Это наименьшая скорость охлаждения, при которой подавляется диффузия атомов углерода.


Превращения при отпуске.

Нагрев закаленных сталей до температур, не превышающих А1, называют отпуском. В результате закалки чаще всего получают структуру мартенсита с некоторым количеством остаточного аустенита. Процесс нагрева и выдержки закаленной стали сопровождается превращением мартенсита и остаточного аустенита. В результате этого превращения уменьшаются внутренние напряжения и хрупкость, повышаются вязкость и пластичность.

Фазовые превращения при отпуске закаленной стали можно показать в виде схемы (рис. 2). 

Рис. 2. Схема фазовых превращений при отпуске закаленной стали

При низкотемпературном отпуске (150-300 0С) из мартенсита выделяется часть избыточного углерода с образованием мельчайших карбидных частиц. Дисперсные кристаллы -карбида когерентны с решеткой мартенсита. В мартенсите остается около 0,2 % растворенного углерода. Распад остаточного аустенита происходит по механизму бейнитного превращения: образуется смесь кристаллов низкоуглеродистого мартенсита и дисперсных карбидов. При температуре около 250 0С начинается превращение -карбида в цементит; при этом когерентность решеток α-твердого раствора и карбида нарушается.

При среднем отпуске (350-400 0С) из мартенсита выделяется весь избыточный углерод с образованием цементитных частиц. При этом тетрагональность решетки железа уменьшается, она становится кубической. В результате вместо мартенсита остается феррит. Такая феррито-цементитная смесь называется трооститом отпуска, а процесс, приводящий к таким изменениям, среднетемпературным отпуском. При таком нагреве значительно уменьшаются внутренние напряжения и снижается плотность дислокаций.

При более высоких нагревах (500 0С и выше) в углеродистых сталях происходят изменения структуры, не связанные с фазовыми превращениями: изменяются форма, размер карбидов и структура феррита. С повышением температуры происходит коагуляция – укрупнение частиц цементита. Форма кристаллов постепенно становится сферической – этот процесс назвали сфероидизацией.

Коагуляция и сфероидизация карбидов происходят с заметной скоростью, начиная с температуры 400 0С. Зерна феррита становятся крупными и их форма приближается к равноосной. Феррито-карбидная смесь, которая образуется после отпуска при температуре 400-600 0С, называется сорбитом отпуска. При температуре, близкой к точке А1, образуется грубая феррито-цементитная смесь – зернистый перлит.

Влияние температуры отпуска на механические свойства стали с 0,4 % углерода показано в табл. 1.

Таблица 1

Влияние температуры отпуска на механические свойства сталей

Температура
отпуска,
0С

е, МПа

НRС

, %

Без отпуска

1400

60

3

200

1400

52

4

400

1080

35

11

600

700

12

22

При отпуске некоторых легированных сталей возможны негативные явления – отпускная хрупкость. Это снижение ударной вязкости сталей, отпущенных при температуре 250 – 400 и 500 – 550 0С (рис. 3).

Первый вид отпуска называется необратимой хрупкостью (Ι рода), присущ практически всем сталям и обусловлен неоднородным выделением  карбидов из мартенсита. Повторный отпуск при более высокой температуре (400-5000С) снимает хрупкость и сталь становится к ней не склонной даже при повторном нагреве при 250 – 400 0С. В связи с этим эта хрупкость получила название необратимой. Отпуск сталей, склонных к этому виду хрупкости при температурах 250 – 400 0С, не назначается.  Этот род хрупкости не зависит от скорости охлаждения после отпуска.

Рис. 3. Влияние температуры отпуска на ударную вязкость стали: Ι – зона необратимой отпускной хрупкости; ΙΙ - зона обратимой отпускной хрупкости

Второй вид отпускной хрупкости (ΙΙ рода) является обратимым. Проявляется он при медленном охлаждении легированной стали при температуре 500 – 550 0С. Данная хрупкость может быть устранена повторным отпуском с большой скоростью охлаждения. В этом случае устраняется причина этой хрупкости – выделение карбидов по границам бывших аустенитных зерен. Устранение отпускной хрупкости легированных сталей возможно введением в них малых добавок молибдена (0,2 – 0,3 %) или вольфрама (0,5 – 0,7 %).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

30211. ПОЛІТИЧНА СКЛАДОВА ДІЯЛЬНОСТІ КАТОЛИЦЬКОЇ ЦЕРКВИ (ХІ – ХV СТ.) ЯК ФУНКЦІЯ ІНСТИТУТУ ЦЕРКВИ 336.5 KB
  Дослідження політичної діяльності католицької церкви у Середньовіччі є актуальним, оскільки саме християнська церква (католицька, православна, протестантська), має великий вплив не лише на духовний стан суспільства, але також на політику світових держав. Минуле, міцно пов’язане з сучасним і майбутнім
30212. МУНИЦИПАЛЬНЫЙ СЕКТОР В СТРУКТУРЕ НАЦИОНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА 1.65 MB
  Муниципальный сектор формируется как структурное подразделение национального хозяйства — единого комплекса взаимосвязей производства, распределения, обмена и потребления. Национальное хозяйство обеспечивает производственное, социальное и духовное развитие общества с учетом исторических, геополитических условий
30213. Проектирование системы видеомониторинга 2.65 MB
  Целью проекта является проектирование системы видеомониторинга с использованием сети провайдера которая позволяет: 1 Распознавать автомобильные номера; 2 Распознавать транспортные средства по следующим типам: легковые грузовые автобусы мотоциклы; 3 Сохранять в архиве снимки транспортных средств и распознанных ГРЗ по каждому идентифицированному транспортному средству; 4 Осуществлять мониторинг дорожной обстановки в режиме реального времени; 5 Отслеживать осуществлять видео и фотофиксацию различных типов нарушений ПДД: движение по...
30214. Исследование новых безуглеродистых коррозионностойких сталей на Fe-Cr-Ni основе с некоторым варьированием дополнительных легирующих элементов, обладающих высокой технологичностью и пластичностью, позволяющей проводить ИПД и сокращать число смягчающих отжи 5.11 MB
  Хром является основным легирующим элементом коррозионно-стойких сталей. Его содержание находится в пределах от 11 до 30 %. С ростом содержания хрома коррозионная стойкость стали растет. Легирование стали хромом приводит к уменьшению склонности аустенитного зерна к росту при нагреве, существенному увеличению ее прокаливаемости, а также к замедлению процесса распада мартенсита
30215. Криминологическая характеристика террористического акта 394 KB
  Состояние и тенденции развития терроризма и террористического акта20082012 год 3. В России в конце XX начале XXI века опасность терроризма как действий направленных на массовые убийства взрывы или поджоги с целью воздействовать на принятие решений органами власти резко возросла. Опасность современного терроризма обусловлена реальной угрозой не только для внутренней но и внешней безопасности государства. № 153ФЗ О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с принятием...
30216. Психологические особенности, располагающие личность при расторжении брака к девиациям 531.5 KB
  Он позволяет достаточно глубоко проанализировать и выявить основные психологические закономерности процесса деятельности структуру личности систему правовых норм и характер их взаимодействия а также дать точное описание этого взаимодействия с учетом всех участвующих элементов и выделить его значимые свойства.1 В этой связи актуальность нашей темы состоит в необходимости изучения самого феномена развода а также особенностей личности которые раполагают к девиациям. В юридической психологии представляется весьма продуктивным исследование...
30217. Развитие конституционного права по законодательству Великого Княжества Литовского 313 KB
  Развитие государства и права феодальной Беларуси. Развитие конституционного права Беларуси в привилейный период развития законодательства. Развитие конституционного права Беларуси в статутный период развития законодательства.
30218. Разработка рекомендаций по совершенствованию стратегии продвижения продукции собственного производства ООО «Гастроном» 2.1 MB
  В первой главе рассматриваются теоретические аспекты продвижения товара. Продвижение товара любая форма сообщений используемых фирмой для информации убеждения или напоминания людям о своих товарах услугах образах идеях общественной деятельности и их влияния на общество[1С. Если же говорить в целом то можно сказать что продвижение товара на рынке это совокупность мер усилий действий предпринимаемых производителями продавцами товара посредниками в целях повышения спроса увеличения сбыта расширения занимаемого рыночного...
30219. ВАЗ 2109 – “Девятка” 1.76 MB
  К тормозной системе автомобиля предъявляются высокие требования. Стояночная тормозная система выполняет также функцию аварийной тормозной системы в случае выхода из строя рабочей тормозной системы. Каждая тормозная система состоит из тормозных механизмов которые обеспечивают затормаживание колес или вал трансмиссий и тормозного привода приводящего в действие тормозной механизм. Тормозной механизм может быть колесный трансмиссионный барабанный и дисковый.