РК 9 (Превращения аустенита при охлаждении)

Посмотреть архив целиком

Превращения аустенита при охлаждении


    1. Перлитное превращение

Наблюдается в условиях медленного охлаждения или в условиях изотермической выдержки.

Рассмотрим сталь с содержанием С 0.8%, П[Ф+Ц]―›А. Решетка: ГЦК(0.8)/ОЦК(0.02)/ромбоэдрич.(6.69) соответственно.

При перлитном превращении фаза превращается в две новые, при этом изменяется тип кристаллической решетки и перераспределяется углерод.


Особенности:

  1. превращение диффузионное.

Микроструктура:


Выдержка при:

Структура

650 ± 20˚С

Перлит

600 ± 20˚С

Сорбит

550 ± 20˚С

Тростит

Ниже 550˚С перлитное превращение не протекает из-за замедления диффузии углерода.


  1. пластинчатая, перлитообразная структура.

НВ, МПа

Структура

2000

Перлит

3000

Сорбит

4000

Тростит

Твердость зависит от дисперсности смеси.


!!! 3) перлитное превращение начинается не сразу и протекает постепенно во времени.

(1) – линия начала превращения;

(2) – линия конца превращения;

С–образная диаграмма превращения аустенита – диаграмма изотермического превращения переохлажденного аустенита.























    1. Мартенситное превращение

При превращении получается мартенсит. Протекает в условиях быстрого превращения – нет времени на диффузию!

А (ГЦК, Feγ(C)) ―›М (ОЦК, Feα(C)).


При мартенситном превращении из одной исходной фазы получается одна новая. При этом меняется тип решетки, но не происходит перераспределения углерода – бездиффузионное превращение.

Мартенситное превращение – бездиффузионная перестройка решетки, при которой каждый атом смещается на расстояние многим меньшее межатомного и сохраняет своих соседей.

Кристалл мартенсита растет путем направленного смещения группы атомов плоскости хорошего сопряжения решетки, см. рис. 77.

При этом:

- 1-й атом смещается на расстояние, меньшее межатомного;

- i-й атом смещается на целое межатомное расстояние и рост данного кристалла прекращается.


Особенности строения мартенсита:

Мартенсит всегда состоит из особо мелких кристаллов

(1) – пластинок (пластинчатый мартенсит);

(2) – иголок (игольчатый)


Мартенсит всегда содержит столько же углерода, сколько было в аустените – он всегда сильно пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в железо α.

Углерод находится на параллельных ребрах ячейки:

Мартенсит всегда содержит огромное количество дефектов:

~ 1012 ГЦК (0.74) ―› ОЦК (0,68)

Дефекты фактически компенсируют разницу плотности укладки этих

2-х решеток.

Мартенсит – это:

    1. крайне неравновесная фаза в сталях;

    2. самая искаженная кристаллическая решетка;

    3. max твердость;

    4. min пластичность – чем больше углерода в стали, тем тверже Ме.

рис. 80


Мартенсит имеете самый большой удельный объем, при образовании мартенсита сталь увеличивается в объеме.


Условия получения мартенсита:

- нагреть до аустенитного состояния;

- быстро охладить, чтобы не было диффузионного перлитного превращения, Vкр – критическая скорость охлаждения,

охлаждать нужно со скоростью большей, чем Vкр;

- при непрерывном охлаждении полностью пройти мартенситный интервал температур, Мн – Мк,

если не достигнута точка Мк, если %С > 0.6, то кроме мартенсита сохраняется остаточный аустенит.





















    1. Промежуточное (бейнитное) превращение

А0,8:

  1. аустенит, обедненный углеродом, из него получают малоуглеродистый мартенсит;

  2. аустенит, обогащенный углеродом, из него получается цементит.

Ммалоуглер + Ц = Бейнит.


Превращение это промежуточное:

- по температурному интервалу;

- есть элемент диффузии и бездиффузионный элемент превращения;

- по уровню твердости НВ ~ 5000 МПа (М ~ 6000 МПа, Т ~ 4000 МПа)


Итог:

В зависимости от условий охлаждения возможны три варианта превращений аустенита с получением различных структур.