Механізм і кінетика аустенітизації
Перед відпалом вуглецевих сталей вихідною структурою найчастіше є феррітокарбідная суміш.
З діаграми стану Fe - З видно, що основне перетворення при нагріванні - це перехід перліту в аустеніт при температурах вище точки A1 (727 ° С).
Перехід перліту в аустеніт, його кінетика підкоряються основним закономірностям фазових перетворень, що протікають при нагріванні.
Більшість гіпотез зародження аустеніту виходить з флуктуаційних уявлень, причому формально розглядаються два крайніх випадку. По-перше, можна уявити, що базою для зародження аустеніту є флуктуації концентрації. Усередині фериту ймовірність утворення значного числа флуктуаційних ділянок критичного розміру незначна, так як атомів вуглецю тут дуже мало. На кордоні фериту з цементитом між фазами йде безперервний обмін атомами (динамічна рівновага) і в прикордонному шарі (фериту набагато більша ймовірність флуктуаційного виникнення ділянок критичного розміру з концентрацією близько 0,8% С.
Такі ділянки при будь-якому найменшому перегрів вище точки А1 зазнають поліморфний α - γ-перетворення твердого розчину і стають стійкими центрами зростання аустенітних зерен. Нижче точки А1 подібні ділянки в фериті також можуть виникати, але в стійкі центри зростання аустеніту вони не перетворюються, так як γ-peшетка тут термодинамічно нестабільна.
Інше припущення полягає в тому, що при зародженні аустеніту первинні не флуктуації концентрації, а флуктуаційна перебудова решітки. Усередині фериту ділянки з γ-гратами флуктуаційного походження виникають і зникають, а на кордоні з цементитом при температурах вище А1 в ці ділянки надходить вуглець з карбіду і якщо вони мають критичний розмір, то стають стійкими центрами зростання аустеніту.
«Теорія термічної обробки металів»,
І.І.Новіков
Для отримання високоміцної канатної, пружинної і рояльної дроту застосовують ізотермічну обробку, яка відома з 70-років XIX в. і отримала назву патентування. Дріт з вуглецевих сталей, що містять від 0,45 до 0,85% С, нагрівають у прохідній печі до температури на 150 - 200 ° С вище АС3, пропускають через свинцеву або соляну ванну з температурою 450 - 550 ° С ...
Мала ступінь переохолодження аустеніту, необхідна при відпалі, може бути отримана не тільки при безперервному охолодженні стали з піччю. Інший шлях - поетапне охолодження з ізотермічної витримкою в інтервалі перлітного перетворення (дивіться малюнок Основні різновиди відпалу 2-го роду доевтектоїдної стали). Така термообробка називається ізотермічним відпалом. Після нагріву до температури вище А3 стало прискорене охолоджують до температури ...
При нормалізації сталь нагрівають до температур на 30 - 50 ° С вище лінії GSE і охолоджують на повітрі (дивіться малюнок Температура нагріву сталей для відпалу 2-го роду). Прискорене в порівнянні з відпалом охолодження обумовлює дещо більше переохолодження аустеніту (дивіться малюнок Основні різновиди відпалу 2-го роду доевтектоїдної стали). Тому при нормалізації виходить більш тонке будова евтектоіда ...
Для режиму Сфероідізірующій відпалу заевтектоідних сталей характерний вузький температурний «інтервал отжігаемості». Нижня його межа повинна знаходитися трохи вище точки А1, щоб утворилося велике число центрів виділення карбіду при наступному охолодженні. Верхня межа не повинна бути занадто високою, так як інакше через розчинення в аустените центрів карбідного виділення при охолодженні утворюється пластинчастий перліт. Так як точки ...
Для заевтектоідних сталей повний відпал з нагріванням вище Аст (лінія ES) взагалі не використовують, так як при повільному охолодженні після такого нагріву утворюється груба сітка вторинного цементиту, яка погіршує механічні та інші властивості. До заевтектоідних вуглецевої сталі широко застосовують отжиг з нагріванням до 740 - 780 ° С і подальшим повільним охолодженням. Після такого нагріву в аустените ...
Легуючі елементи надають надзвичайно важливе для практики вплив на кінетику розпаду аустеніту. За винятком кобальту, все широко використовувані легуючі елементи, розчинені в аустеніт (Cr, Ni, Mn, W, Mo, V і ін.), Уповільнюють перлітного перетворення, зрушуючи верхню частину С-кривої вправо. Природа збільшення стійкості переохолодженого аустеніту під впливом легуючих елементів досить складна. Якщо в вуглецевих сталей перлітного перетворення ...
Основний фактор, від якого залежить мікроструктура стали після відпалу 2-го роду, - це ступінь переохолодження аустеніту. Різновиди відпалу 2-го роду розрізняються головним чином способами охолодження і ступенем переохолодження аустеніту, а також положенням температур нагрівання щодо критичних точок. Необхідна ступінь переохолодження аустеніту досягається або при безперервному охолодженні, або при ізотермічної обробки. На малюнку на прикладі доевтектоїдної ...
Вище розглядалося перетворення аустеніту в сталі евтектоїдного складу. У до- і заевтектоідних сталі перлітного перетворення повинно передувати виділення надлишкових фаз - фериту і вторинного цементиту (дивіться малюнок Діаграма стану Fe - З). На діаграмах ізотермічних перетворень аустеніту в Дої заевтектоідних сталях повинні бути нанесені лінії початку утворення надлишкової фази. Діаграма ізотермічного розпаду аустеніту Діаграма ізотермічного ...
Вельми умовне підрозділ перлитових структур на власне перліт, сорбіт і троостит, хоча і застаріло, але продовжує використовуватися, особливо в практиці термічної обробки стали. Перлітного перетворення в евтектоїдной стали протікає при дифузійному розпаді аустеніту в інтервалі від А1 до температур поблизу вигину ( «носа») С-кривої (дивіться малюнок Діаграма ізотермічного розпаду аустеніту). Нижче вигину С-кривої в інтервалі приблизно ...
Перлітного перетворення Основне перетворення, що протікає під час охолодження при відпалі стали, - це евтектоїдний розпад аустеніту на суміш фериту з карбідом. Кінетика евтектоїдних перетворення зображується С-образними кривими на діаграмі ізотермічного перетворення аустеніту. Діаграма ізотермічного розпаду аустеніту Діаграма ізотермічного розпаду аустеніту в евтектоїдной стали: А - стійкий аустенит: Ап - переохолоджену аустенит; Ф - ферит; До ...
Швидкість зростання колонії і межпластіночное відстань (сумарна товщина пластин фериту і цементиту або, що те ж саме, відстань між центрами найближчих однойменних пластин) постійні при даній ступеня переохолодження аустеніту. Зинер припустив, що товщина пластин залежить від наступних факторів: чим тонше пластини обох фаз, тим менше шляху дифузії вуглецю на фронті перетворення і тим швидше відбувається ...
У спадково грубозернистої стали зерно інтенсивно росте при відносно невеликих перевищення температури над точкою Ac3. У спадково дрібнозернистої сталі дрібне аустенитное зерно виходить в широкому діапазоні температур: від точки Ac3 до 960 - 1100 ° С. Перехід через цей температурний поріг призводить до перегріву спадково дрібнозернистої сталі. Під перегрівом тут мається на увазі інтенсивне укрупнення зерна і пов'язане ...