94326

Перетворення сталі при охолодженні

Доклад

Производство и промышленные технологии

В результаті охолодження сталі з дуже великою швидкістю і перетворення узаліза в азалізо без змін концентрації вуглецю бездифузійний процес утвориться структура загартованої сталі мартенсит. Мартенситне перетворення здійснюється шляхом орієнтованого переміщення атомів основних кристалічних решіток що призводить до перебудови...

Украинкский

2015-09-11

17.67 KB

0 чел.

Перетворення сталі при охолодженні.

Якщо нагріту до аустенітного стану сталь охолоджувати, то аустеніт буде перетворюватися з утворенням різних мікроструктур. Порівняно невисокі швидкості охолодження призводять до утворення ферито-цементитних сумішей, більші швидкості — до утворення пересичених твердих розчинів. При цьому властивості сталі будуть істотно розрізнятись між собою.

В результаті охолодження сталі з дуже великою швидкістю і перетворення у-заліза в а-залізо без змін концентрації вуглецю (бездифузійний процес) утвориться структура загартованої сталі мартенсит.

Мартенсит це кристалічна структура твердого пересиченого розчину проникнення вуглецю в а-залізі. Значне пересичення твердого розчину вуглецем створює більші внутрішні напруження і призводить до одержання центрованих тетрагональних решіток з параметрами а и с (рис. 3.6), де атом вуглецю перебуває в центрі грані основи тетрагональної призми. Відношення с/а характеризує ступінь тетрагональності мартенситу. Параметри а й с тісно пов'язані із вмістом вуглецю в мартенситі.

Мартенситне перетворення здійснюється шляхом орієнтованого переміщення атомів основних кристалічних решіток, що призводить до перебудови гранецентрованої решітки у-заліза в об'ємноцентровану а-заліза. Воно, як і ферито-перлітне перетворення, є фазовим і підкоряється всім законам фазового перетворення. Причиною мартенситного, як і фазового перетворення, є прагнення системи (аустеніту), що має більшу вільну енергію, перейти до системи (мартенситу), що має менше значення вільної енергії (див. рис. 3.1) в області температур перетворення від точки Мп до точки Мк(див. рис. 3.7). У цих умовах переміщення атомів дуже ускладнюється і процес стає бездифу-зійним. Однак для здійснення мартенситного перетворення в сталі її охолодження необхідно проводити зі швидкістю не нижче критичної. Критична швидкість гартування Ук — це найменша швидкість переохолодження аустеніту в зону мартенситного перетворення сталі, при якій не можуть відбуватися дифузійні процеси, а перетворення іде з утворенням тільки мартенситної структури. Ця швидкість для кожної марки сталі різна. Вона визначається за діаграмою ізотермічного перетворення аустеніту.

На величину критичної швидкості впливає, головним чином, хімічний склад аустеніту (рис. 3.8), однорідність системи й розмір аустенітних зерен.

Легуючі елементи, що збільшують стійкість переохолодженого аустеніту, а також збільшення однорідності системи й розміру зерна аустеніту знижують критичну швидкість охолодження сталі.

Карбіди або неметалічні включення (сульфіди), які зменшують стійкість аустеніту, сприяють збільшенню критичної швидкості охолодження.

Таким чином, перетворення аустеніту в мартенсит має ряд особливостей, основними з яких є наступні:

а) перебудова решітки Реу ГЦК у решітку Реа ОЦК відбувається за зсувовим механізмом без виділення вуглецю із решіток а-заліза;

б) мартенситне перетворення протікає в інтервалі температур Мп і Мк, які залежать від вмісту вуглецю в сталі;

в) у точці Мк перетворення практично зупиняється і не доходить до кінця, що призводить до того, що в загартованій сталі крім мартенситу зберігається залишковий аустеніт;

г) дуже високі швидкості росту (до 1000 м/с) мартенситних кристалів;

д) необоротність мартенситного перетворення (М—при нагріванні не від бувається), тому що нагрівання мартенситу приводить до утворення ферито- цементитних сумішей;

є) структура мартенситу має характерну голчасту будову, однак голки являють собою поперечний переріз пластин;

ж) величина мартенситних кристалів залежить від величини зерна аустеніту: із дрібнозернистого аустеніту утвориться дрібноголчастий мартенсит, із грубозернистого крупноголчастий.

Залишковий аустеніт у результаті релаксації напруг піддається стабілізації, тобто стає більш стійким у порівнянні з первісним станом. У цьому випадку для повного перетворення аустеніту в мартенсит необхідно сталь піддати охолодженню в області мінусових температур, тобто піддати обробці холодом.

Мартенсит має високу твердість і міцність, низьку пластичність й у порівнянні з іншими структурами, має найбільший питомий об'єм.

Висока твердість мартенситу обумовлюється наявністю в а-решітках великої кількості дислокацій й інших дефектів кристалічної будови.

Низька пластичність, як вважають, пов'язана з утворенням атмосфер Коттрелла з атомів вуглецю на дефектах решітки мартенситу.

Збільшення питомого об'єму мартенситу викликано перенесенням твердого а-розчину вуглецем. Це призводить до появи більших внутрішніх напружень, які є причиною деформації загартованих деталей і появи в них тріщин.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

50063. Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений 957.5 KB
  При выполнении данной лабораторной работы были получены теоретические и практические навыки в приближенном решении дифференциальных уравнений первого порядка с начальным условием методами Эйлера, Эйлера (уточнённый), Рунге-Кутты, Адамса, Милна. Сравнивая полученные результаты вычислений с истинным значением можно сделать вывод...
50065. Дослідження дифракції Фраунгофера на одній щілині 1.37 MB
  Прилади і обладнання Гелій – неоновий He–Nе лазер типу ЛГ–56 розсувна щілина екран з масштабною шкалою фотодіод механізм переміщення фотодіода пристрій для реєстрації електричного сигналу з фотодіода Опис установки Оптична схема установки для спостереження дифракції Фраунгофера від однієї щілини у світлі лазера наведена на рис. Результат дифракції у вигляді періодичного розподілу інтенсивності світла спостерігається на екрані 3 який розміщений на відстані l b2 від щілини 2 довжина хвилі випромінювання...
50066. Стройові та рикладні вправи 53.5 KB
  Упор -– це положення в якому плечi вище точок опори. Упор присiвши Положення присiду з опорою руками в пiдлогу лiктi випрямленi долонi з пальцями нарiзно опираються в пiдлогу плечовi суглоби над кистями Упор стоячи на колiнях Положення при якому опорними мiсцями є гомiлки зi стопами та долонi; стегна i руки перпендикулярнi до пiдлоги тулуб горизонтально Упор на лiвому правому колiнi Положення при якому опорними мiсцями є двi долонi i лiва права гомiлка зi стопою iнша нога...
50067. Букинистическая литература и ее распространение на книжном рынке РФ и Приморья 350 KB
  Важнейшая историческая задача букинистической торговли увеличить во много раз обращение книги. В отношении книжных богатств которые находятся в личном пользовании это означает максимальное вовлечение книг в повторное обращение на букинистическом рынке.
50068. Вынужденные колебания в последовательном колебательном контуре 101.5 KB
  Цель работы: изучение явления резонанса в RLC- контуре, определение резонансной частоты и добротности контура. Приборы и принадлежности: генератор АНР-1002, вольтметр АВ1, стенд СЗ-ЭМ01, соединительные провода.
50069. Свободные (затухающие) колебания в последовательном RLC-контуре 116 KB
  Цель работы: наблюдение затухающих колебаний на экране осциллографа и экспериментальное определение характеристик колебаний и параметров контура. Краткие теоретические сведения: Уравнение свободных колебаний в последовательном RLC –контуре рис.1 может быть получено из второго правила Кирхгофа: Uc UR = es где Окончательно уравнение принимает вид 1 где Решением уравнения 1 при малом затухании b2 wо2 является функция описываемая уравнением...
50070. Изучение сложения колебаний 145 KB
  Изучение сложения колебаний Цель: экспериментально исследовать явления происходящие при сложении колебаний. Сложение сонаправленных колебаний Рассмотрим два гармонических колебания совершаемые в одном направлении. Как видно из рисунка амплитуда результирующего колебания может быть легко найдена по теореме косинусов 1 а начальная фаза определяется соотношением 2 Картина колебаний является неизменной если их амплитуда не изменяется со временем. Из 1 видно что это возможно только в случае если частоты складываемых...
50071. Изготовление модели значка выпускника ИИС 78.5 KB
  В дальнейшем раскрывая это окно можно будет контролировать такие свойства создаваемых объектов как абрис заливка и пр. Вызовите свиток Outline Абрис с панели инструментов или через меню View Вид установите в нем толщину линии 0508 мм. Проконтролируйте единицу измерения толщины линии вызвав в свитке Outline Абрис окно Edit Изменить. Примените к малому ромбу абрис Deep Yellow толщиной 0254 мм и заливку цветом Bby blue.