Перетворення аустеніту в перліт - студопедія

Ріс.33.Схема перетворення аустеніту в перліт

Розглянемо перетворення переохолодженого аустеніту евтектоїдной стали (0,8% С). Зразки нагрівають до t ≈ 770ОС, при якій її структура складається з однорідного аустеніту. Потім зразки швидко переносять в термостати із заданою температурою - нижче А1 (інтервал між изотермами 25-30оС), і в процесі ізотермічної витримки спостерігають за подіями в аустените перетвореннями.

Процес перетворення аустеніту в перліт можна зобразити у вигляді кінетичної кривої перетворення в координатах ступінь перетворення - час (рис.34).

У точці а виявляється початок перетворення. У точці b - перетворення закінчується. Відрізок до точки а - інкубаційний період. Відрізок до точки b - час перетворення. Максимум швидкості перетворення відповідає приблизно той час, коли перетворилося ≈ 50% аустеніту.

При високій температурі (мала ступінь переохолодження) перетворення розвивається повільно - тривалість інкубаційного періоду і час перетворення великі. При збільшенні ступеня переохолодження (зниженні температури перетворення) швидкість перетворення зростає. Максимум швидкості перетворення відповідає температурі t3. Подальше зниження температури призведе вже до зменшення швидкості перетворення.

Максимальна швидкість перетворення досягається попереднім охолодженням аустеніту до 500 -550 0 С.

Рис.34. Кінетика перетворення аустеніту в перліт

На рис.34 показана серія кінетичних кривих, що відносяться до різних температур (різним ступеням переохолодження).

За отриманими даними будують діаграму ізотермічного перетворення переохолодженого аустеніту в координатах «температура - логарифм часу»

Зі збільшенням ступеня переохолодження (тобто чим нижче температура ізотермічної витримки) зростає число зародків нових зерен, число ферріто-цементітних пластинок збільшується, а їх розміри і відстані між ними сильно скорочуються. Таким чином, дисперсність утворюються фаз зростає.

Перліт, сорбіт, троостит є механічні суміші фериту і цементиту. Вони розрізняються тільки по ступені дисперсності. При цьому підвищується їх твердість.

При повільному охолодженні зі швидкістю V1 (разом з піччю) утворюється порівняно груба пластинчатая суміш - звичайний перліт. Твердість по Роквеллу HRC = 10; # 963; в = 600 МПа.

При охолодженні на повітрі зі швидкістю V2 утворюється сорбіт. який відрізняється від перліту більш тонкодисперсним будовою HRC = 20; # 963; в = 850 МПа.

При охолодженні в маслі зі швидкістю V3 утворюється ще більш високодисперсний троостіт, HRC = 30; # 963; в = 1100 МПа.

Кращу пластичність і в'язкість, а разом з тим і міцність, має структура сорбіту. Стали з сорбітной структурою більш зносостійкі. Вони використовуються для виготовлення навантажених виробів.

Стали зі структурою троостита мають значну пружністю і використовуються для виготовлення пружин, ресор.

При переохолодженні до температури 200 0 С швидкість дифузії атомів заліза і вуглецю практично дорівнює нулю, отже, при цій температурі швидкість перетворення переохолодженого аустеніту в перліт також дорівнює нулю.

Рис.35. Тетрагональна кристалічна осередок

Ставлення c / a - називається ступенем тетрагонального, (c / a¹1).

Твердість стали, залежить від швидкості охолодження з аустенітної області, яка визначає тип структури. Якщо проводити охолодження з малою швидкістю, то аустеніт буде розпадатися на ферито-цементітную суміш пластинчастої будови, яка називається перлитной. З збільшення швидкості охолодження відбувається розпад аустеніту з утворенням більш дисперсних виділень фериту і цементиту так само пластинчастого строенія- сорбіт з твердістю 250-300НВ і тростит, з твердістю 300-400НВ (мал.38).

Ріс.37.Діаграмма ізотермічного розпаду аустеніту

Положення точок Mн і Mк залежить від змісту в сталі вуглецю і присутності легуючих елементів. Воно не залежить від швидкості охолодження. Тому на С-образної діаграмі ці лінії горизонтальні.

Всі легуючі елементи, крім кобальту, збільшують стійкість переохолодженого аустеніту. З цього С-образні криві зсуваються вправо, в бік великих часів витримки. Разом з тим знижується критична швидкість загартування.