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

46353. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 71.92 KB
  Проектирование сварных конструкций: Рабочая программа задание на контрольную работу методические указания к выполнению контрольной работы задание на курсовой проект методические указания к выполнению курсового проекта. Дисциплина охватывает основные разделы расчёта и проектирования сварных конструкций. Рассматриваются общие сведения методика расчета сварных соединений и основных элементов сварных конструкций примеры сварных конструкций и сооружений.
46354. Разработка технологического процесса детали «Кольцо» 546.7 KB
  Анализ чертежа детали. Анализ свойств материала детали. Разработка технологического процесса изготовления заготовки детали. Анализ чертежа детали.
46355. Племенной питомник американских питбультерьеров «Пит Прайт» 1.97 MB
  Большинство кинологов считает единственным предком собаки волка мнение Чарлза Дарвина а все современные породы результатом искусственного отбора. Бытует и третья точка зрения согласно которой предок домашней собаки некая самостоятельная ныне исчезнувшая дикая прасобака родственница волков и шакалов. Ларкин Питер 2000 Собаки всегда играли огромную роль в жизни человека. Пенсионерам и одиноким людям собаки скрашивают одиночество.
46356. ОСНВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ 885.28 KB
  При выборе варианта учитывается: Стоимость Долговечность Срок возведения конструкции фундамента Возможность производства работ в зимнее время Сохранение естественной структуры грунта КОНСТРУКЦИИ ФУНДАМЕНТОВ Основные типы фундаментов на естественном основании Рис1.верхняя плоскость фундамента. нижняя плоскость фундамента. hф высота фундамента.
46357. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО КУРСУ «КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ» 1.85 MB
  Соответственно большой роли энергетики в промышленном производстве современные промышленные предприятия имеют сложные и многообразные энергетические системы состоящие из комплексов установок и устройств предназначенных для сжигания топлива и производства транспорта распределения и потребления электроэнергии теплоты сжатого воздуха газа кислорода. Широкое применение пара для производства электроэнергии в технологических процессах и в быту определяет использование в котлах более 25 вcегo добываемого топлива.2 ...
46359. Опытно-экспериментальная работа по развитию интереса дошкольников к математике на основе использования игровых занимательных задач 276 KB
  Задачи математического развития детей дошкольного возраста Ерофеева и другие которые разработали методику формирования математических представлений детей дошкольников. В математике заложены огромные возможности для развития мышления детей в процессе обучения с самого раннего возраста.
46360. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ С БАЗАМИ ЗНАНИЙ 553 KB
  Менеджмент организаций специализации Информационные системы в менеджменте Моделирование знаний в информационных системах Интеллектуальные расчетнологические и экспертные системы Математические концептуальные методологии проектирования систем Базовые модели математической теории...
46361. Транспортная энергетика. Методические указания 481.5 KB
  Выполнение работы прививает определенные навыки практического применения основных методик термодинамического анализа для расчетов термодинамических процессов расширяет знания об идеализированных циклах реальных тепловых машин позволяет на конкретных примерах усвоить методику энергетического анализа и расчета важнейших процессов и циклов. Паровые циклы – циклы паросиловых установок ПТУ их рабочим телом является вещество которое в течение цикла находится то в парообразном то в жидком состоянии. Характерные особенности идеального цикла...