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

80134. ФУНКЦИИ ФИНАНСОВ 42.5 KB
  Следовательно финансовая деятельность государства представляет собой деятельность государства по формированию распределению и использованию централизованных и децентрализованных фондов денежных средств обеспечивающих его бесперебойное функционирование и развитие. Под централизованными финансами понимают экономические отношения связанные с образованием и использованием фондов денежных средств аккумулируемых в государственной бюджетной системе и правительственных внебюджетных фондах. Иными словами к централизованным фондам денежных...
80135. Стабилизационный фонд РФ 202.5 KB
  Формирование и использование средств Фонда Фонд аккумулирует поступления средств вывозной таможенной пошлины на нефть и налога на добычу полезных ископаемых нефть при цене на нефть сорта Юралс превышающей базовую цену. Средства Фонда могут быть использованы на покрытие дефицита федерального бюджета при снижении цены на нефть ниже базовой цены. Если накопленный объем средств Фонда превышает 500 млрд. Объем использования средств Фонда определяется федеральным законом о федеральном бюджете на соответствующий финансовый год.
80136. Банковский контроль. Субъекты, осуществляющие банковский контроль 34 KB
  Банковский контроль осуществляется банками в ходе операций по кредитованию финансированию и расчетам. Банковский контроль необходим для эффективного использования банковских ссуд и направлен также на укрепление платежной дисциплины. Обеспечение возвратности кредита создает основу для банковского контроля в процессе кредитования а контроль в свою очередь служит необходимым условием возвратности кредита.
80137. БЮДЖЕТНАЯ СИСТЕМА И БЮДЖЕТНОЕ УСТРОЙСТВО В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 67 KB
  В законодательстве было дано ее определение как основанной на экономических отношениях государственном устройстве и юридических нормах совокупности федерального бюджета РФ бюджетов субъектов Федерации и местных бюджетов муниципальных образований.6 и 10 расширил рамки бюджетной системы включив в нее помимо бюджетов в собственном смысле слова внебюджетные государственные социальные фонды ст. С бюджетом названные фонды сближает утверждение их представительными законодательными органами власти которые утверждают и отчеты об исполнении...
80138. БЮДЖЕТНОЕ ПРАВО И БЮДЖЕТНЫЕ ПРАВООТНОШЕНИЯ 62 KB
  Такая общая характеристика бюджетного права и его предмета нуждается в конкретизации поскольку бюджетное право тесно связано с другими подразделениями и институтами финансового права. Соответственно сказанному и понятие бюджетного права можно определить исходя либо из общей либо конкретной характеристики предмета бюджетного права. Однако такое понятие недостаточно четко определяет пределы регулирования бюджетного права. Избежать этого можно путем введения в определение понятия бюджетного права уточняющих признаков основанных на...
80139. БЮДЖЕТНОЕ ПРАВО И БЮДЖЕТНОЕ УСТРОЙСТВО В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 157.5 KB
  Понятие бюджета его роль и структура доходов в условиях рыночных отношений. Понятие бюджета его роль и структура доходов в условиях рыночных отношений Центральное место в финансовой системе РФ как и любой другой страны занимает бюджетная система которая основана на экономических и юридических нормах; она представляет собой совокупность всех бюджетов страны имеющих между собой установленные законом взаимоотношения. Бюджетное законодательство РФ состоит из Бюджетного кодекса РФ БК РФ и принятых в соответствии с ним федеральных законов...
80140. ОСОБЕННОСТИ БЮДЖЕТНЫХ ПРАВ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ 44 KB
  в лице их органов местного самоуправления обладают бюджетными правами. Важное значение этих прав состоит в том что с их помощью создается финансовая база необходимая для решения органами местного самоуправления на всех их уровнях своих социальноэкономических и других вопросов местного значения. Указанные права обеспечивают также органам местного самоуправления в пределах их компетенции возможность регулировать на своей территории бюджетные отношения с учетом местных особенностей. Основы бюджетных прав муниципальных образований в лице...
80141. ОСОБЕННОСТИ БЮДЖЕТНЫХ ПРАВ РФ 31 KB
  Бюджетноправовой статус Российской Федерации составляет совокупность следующих бюджетных прав полномочий. Согласно этому РФ определяет основы бюджетного устройства и бюджетного процесса действующие на всей территории России которые конкретизируются в актах органов государственной власти субъектов федерации и местного самоуправления. что отразило укрепление самостоятельности субъектов Федерации.
80142. ОСОБЕННОСТИ БЮДЖЕТНЫХ ПРАВ СУБЪЕКТОВ РФ 39 KB
  Важной стороной в характеристике бюджетноправового статуса субъектов РФ выступает их равноправие. Правовой основой компетенции субъектов РФ помимо конституционных норм является текущее бюджетное законодательство Российской Федерации а также законодательство самих субъектов РФ конституции и уставы в которых содержатся основополагающие нормы о бюджетной компетенции субъектов РФ их другое законодательство.; Закон РФ О субвенциях краям областям республикам в составе Российской Федерации ежегодно принимаемые законы о федеральном...