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

35009. ВНП 31.5 KB
  Различают индекс потребительских цен ИПЦ и индекс цен ВНП или дефлятор ВНП который отражает не только цены потребительских товаров и услуг но и инвестиционных товаров. Дефлятор ВНП помогает проводить корректировку объема ВНП за определенное время измерять рост его реального объема по сравнению с номинальным. Номинальный ВНП измеряется в текущих ценах реальный в постоянных базовых ценах.
35010. Экономический цикл 26.5 KB
  Развитие экономики в режиме циклических колебаний прослеживается уже более 170 лет. Период движения экономики от одного кризиса к другому называется экономическим циклом. Вместе с тем подъем выводящий экономику на новый уровень в ее поступательном развитии заканчивается новой бездной краха Для сглаживания пиков экономической конъюнктуры государство использует разнообразные экономические инструментарии от льгот по налогообложению доходов до прямых вложений государственных средств в развитие экономики. Несмотря на определенные успехи...
35011. Безработица как макроэкономическая проблема 25.5 KB
  Отметим следующие виды безработицы: Фрикционная безработица порождена постоянным движением населения из одного региона в другой от профессии к профессии сменой этапов жизни учеба работа рождение ребенка и т. Технологическая безработица связана с внедрением в массовое производство достижений НТР. Структурная безработица вызвана масштабными структурными преобразованиями в экономике и невозможностью трудоустроиться изза несовпадения структуры спроса и предложения рабочей силы различной квалификации.
35012. Экономические издержки безработицы 28.5 KB
  По свидетельству американских специалистов потеря работы связана с психической травмой уступающей по уровню стресса только смерти ближайшего родственника или заключению в тюрьму. Это нормально если часть людей не работает потому что вынуждены поменять профессию или место работы. Меры государственной поддержки безработных сводятся к двум основным направлениям: социальной защите людей оставшихся без работы и содействие трудоустройству. Как правило его получают лица зарегистрированные на бирже труда имеющие стаж работы и вносившие...
35013. Естественный уровень безработицы 24.5 KB
  Это нормально если часть людей не работает потому что вынуждены поменять профессию или место работы. Меры государственной поддержки безработных сводятся к двум основным направлениям: социальной защите людей оставшихся без работы и содействие трудоустройству. Как правило его получают лица зарегистрированные на бирже труда имеющие стаж работы и вносившие определенное время взносы в фонд занятости. Биржи ведут учет свободных рабочих мест и граждан обращающихся по вопросам трудоустройства информируют граждан и работодателей...
35014. Инфляция: сущность, виды, причины и источники 32.5 KB
  Зародившись на денежном рынке вирусы инфляции затем проникают дальше поражая другие части хозяйственного организма. Различают следующие виды инфляции: открытая и подавленная сбалансированная и несбалансированная ожидаемая и неожидаемая инфляция. Этот тип инфляции характерен для стран с рыночной экономикой. В условиях подавленной инфляции цены весьма далеки от реальных изменений потребностей и спроса что способствует хроническому недопроизводству товаров пользующихся спросом.
35015. Причины инфляции 34.5 KB
  Именно они лежат в основе инфляции спроса и инфляции предложения или издержек. При инфляции спроса спрос опережает предложение возникает избыток денег по отношению к количеству товаров растут цены. Это весьма знакомый для нашей страны вариант инфляции.
35016. Взаимосвязь инфляции и безработицы. Кривая Филлипса 25.5 KB
  Пытаясь искусственно добиться высокого уровня занятости соответственно сокращения безработицы государство выходит за максимально допустимые рамки вмешательства в рыночные процессы. В современных рыночных системах занятость становится подлинно полной и эффективной только тогда когда уровень безработицы близок к естественной норме а она как известно никак не может быть равна нулю. Все эти действия носят сугубо инфляционный характер ведут к сохранению по существу лишних рабочих мест поддержанию противоестественного уровня занятости...
35017. Деньги: сущность, функции, виды 38 KB
  Возникновение денег есть исторический процесс в основе которого лежит развитие товарного обмена. Функции денег. Сущность денег полнее проявляется в их функциях: меры стоимости средства обращения.