Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Черная металлургия -> Фазовые превращения в стали -> Аустенит - образование и превращения -> Аустенит - образование и превращения

Аустенит - образование и превращения

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6 

ПРЕВРАЩЕНИЯ В СТАЛИ ПРИ НАГРЕВЕ (ОБРАЗОВАНИЕ АУСТЕНИТА)

В большинстве случаев первый процесс при термической обработке стали — образование аустенита. При медленном нагреве стальных тел достаточного сечения превышение температуры на 30—50° над равновесной критической точкой обычно обеспечивает получение однородной структуры аустенита. В этом случае лимитирующей является допустимая скорость нагрева, обеспечивающая отсутствие поводки и разрушения, процессы фазовых превращений и диффузии успевают пройти при этом в достаточной степени.

Развитие и широкое промышленное распространение скоростных методов нагрева, в особенности индукционного, существенно изменило положение. Возможность индукционного нагрева со скоростями порядка десятков, сотен и тысяч градусов в секунду сделало лимитирующим фактором скорость протекания и время завершения превращений. Не случайно повышенный интерес к превращениям этого вида и появление многочисленных работ начались в середине 30-х годов, т. е. вскоре после того, как В. П. Вологдин и Б. Н. Романов предложили метод индукционного нагрева стальных изделий под закалку.

В настоящей главе рассмотрен механизм и кинетика образования аустенита в равновесных и изотермических условиях, а также в условиях непрерывного нагрева с учетом влияния определяющих факторов: температурно-временного режима, состава и исходных структур стали.

1. ОБРАЗОВАНИЕ АУСТЕНИТА И ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ

Следует напомнить, что превращения в соответствии с диаграммами состояния имеют место только в идеализированных условиях бесконечно медленного нагрева (или охлаждения). Практически применяемые режимы весьма сильно влияют на характер превращения, приводя к результатам, часто не соответствующим диаграмме состояния. Так, применение больших скоростей нагрева приводит к получению в доэвтектоидной стали аустенитно-карбидной структуры. Хорошо известно также, что нагрев до различных температур выше А3—Аст приводит к получению аустенита с разными свойствами, а это определяет различное поведение в процессе охлаждения и свойства термически обработанной стали. Все эти особенности определяются диффузионным характером процесса образования аустенита, развивающимся во времени. Поэтому изменение температурно-временных условий нагрева приводит к изменению состава и строения аустенита со всеми вытекающими последствиями.

2. МЕХАНИЗМ ПРЕВРАЩЕНИЯ

Из данных, полученных в результате микроскопического анализа, следует, что аустенит образуется в результате зарождения и роста зерен в объеме исходной структуры (впервые это показано в работе). Исследований.показывают, что образование аустенита происходит всегда на поверхности раздела феррито-карбидных фаз. При этом в зернах аустенита остаются многие карбидные частицы, постепенно растворяющиеся в нем. Экспериментально не удалось установить, что границы зерен перлита (или перлита и феррита) играют какую-либо специальную роль в процессе зарождения. По некоторым данным, они играют второстепенную роль. К выводу об определяющей роли границ приходят в работе.

Хорошо известно, что аустенит в эвтектоидной стали получается при температуре немного выше 723°. Однако при этих температурах феррит не может превратиться в аустенит: малоуглеродистый феррит (< 0,025% С) превращается в аустенит при более высоких температурах (порядка 900°). Следовательно, нельзя предположить, что образование аустенита заключается в превращении феррита в аустенит и последующем растворении в нем цементита. Для превращения феррита в аустенит необходимо, чтобы в соответствии с диаграммой состояния (рис. 16) минимальная концентрация углерода в нем была равна: 0,66% при 740°; 0,40% при 780°; 0,32% при 800° и т. д. Подобное положение может иметь место ввиду наличия в микрообъемах стали флуктуации концентрации, обусловленных диффузионным перемещением атомов углерода. Но если подобная флуктуация в необходимом критическом объеме создается на границе феррита и цементита, то образующийся зародыш аустенита закрепляется вследствие подачи атомов углерода из начинающего растворяться цементита. Этим и объясняется то, что зарождение аустенита наблюдается исключительно на поверхности раздела феррито-карбидных фаз.

Исходя из этих представлений о механизме образования аустенита, нельзя, однако, найти объяснения некоторым экспериментальным фактам. При скоростном нагреве предварительно закаленного технического железа с 0,045% С был обнаружен эффект а-у-превращения ПРИ 825—850° [80]. Предложенное авторами объяснение связывает феррито-аустенитное превращение при пониженных температурах с мартенситным механизмом процесса.

Проведенное далее исследование подтвердило устойчивость обнаруженного эффекта. При этом на сплавах железа с 0,02 и 0,07% С было показано, что контактный электронагрев со скоростью 200—250° С/сек приводит к выявлению дилатометрическим методом этого эффекта при 830° (0,07% С) и 850° (0,02% С) после предварительной закалки и отсутствию подобного эффекта при нагреве в тex же условиях в сплавах, не прошедших предварительной закалки. Опытные кривые для технического железа с 0,02% С приведены на рис. 17. Скоростной нагрев предварительно отожженного (2 часа при 950°) феррита показывает превращение при ~ 920° — при дилатометрическом и 918° — термическом методе исследования; это соответствует критическим точкам диаграммы состояния (рис. 17, а). После предварительной закалки (950° 5 мин.) ди-

латометрический метод обнаруживает превращение в интервале 850—912° (рис. 17, б). Поскольку превращение протекает в широком интервале температур, кривая термического исследования не обнаруживает видимых отклонений от линии нормального нагрева и не позволяет уловить эффект превращения. И. Н. Кидин связывает этот факт с измельчением блоков мо

заичной структуры феррита после закалки, неравномерным распределением и повышенной растворимостью углерода по границам блоков. Действительно, наличие дислокаций в местах стыка границ блоков должно привести к образованию «облаков» Коттрелла из внедренных в решетку феррита атомов углерода, т. е. к повышенной растворимости.

Специальное исследование действительно подтвердило воз-

можность повышения концентрации углерода на границах блоков феррита до 0,25%. Согласно диаграмме Fe — Fe3C (рис. 16), превращение феррита, пересыщенного углеродом до 0,25%, в аустенит может происходить, начиная от 830—840°, что совпадает с данными, полученными независимым экспериментом. С этих позиций объясняется также сделанный ранее вывод о преимущественном зарождении аустенита на поверхностях раздела феррита.

Изложенным представлениям о механизме процесса образования аустенита противоречат данные о независимости положения критической точки от скорости нагрева. На основании рассмотрения кривых, полученных при индукционном нагреве, отдельные исследователи пришли к выводу, что образование аустенита происходит немедленно по достижении температуры А1. В дальнейшем, однако, было показано, что особенности индукционного нагрева приводят к получению перегибов всегда при температуре магнитного превращения (в точке Кюри феррита), независимо от района фазовых превращений. Поэтому положение площадки на кривых всегда постоянно, ибо соответствует постоянной температуре магнитного превращения для нелегированного феррита (768°). Неточность расшифровки узких осциллограмм заставила этих исследователей ошибочно отнести полученную площадку к температуре А1.

Аналогичная зависимость, полученная при опытах с нагревом путем пропускания тока через образец, была в дальнейшем опровергнута результатами ряда работ.

Критическое рассмотрение ошибочных представлений о безгистерезисности процесса образования аустенита с позиций общей теории фазовых превращений проведено в работе Г. В. Курдюмова.

3. ИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ПЕРЛИТА В АУСТЕНИТ

Выше было указано, что скорость образования аустенита ¦определяется скоростью зарождения и роста частиц. Экспериментальное исследование показало, что скорость зарождения зерен аустенита весьма быстро увеличивается с повышением температуры нагрева над критической точкой. Так, скорость зарождения [/мм3сек] равна при температуре, °С:

Таким образом, повышение температуры от 740 до 800° приводит к увеличению скорости зарождения в 280 раз.

Изучение скорости роста зерен аустенита показало также весьма большое увеличение ее (в 82 раза) с повышением температуры (от 730 до 800°).

Температурная зависимость скорости роста зерен аустенита показана на рис. 18. Абсолютное значение этой характеристики может быть вычислено по значению коэффициента диффузии углерода в аустените и граничным условиям, определяемым диаграммой состояния железо — цементит.

Температурная зависимость скорости роста зерен аустенита показана на рис. 18. Абсолютное значение этой характеристики может быть вычислено по значению коэффициента диффузии углерода в аустените и граничным условиям, определяемым диаграммой состояния железо — цементит.

Фазовое распределение углерода в процессе образования аустенита показано на рис. 19. Максимальная концентрация углерода в аустените Смах имеет место на границе с карбидной частицей. Минимальная концентрация Gmin при данной температуре определяется линией GOS диаграммы состояния Fe—РезС. Для определения граничных условий расчета допускается, что концентрация Смах равна наибольшей концентрации углерода в аустените при данной температуре (определяется линией SE, рис. 16).

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2011.11.01   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

17:12 Поковка сталь 4Х5МФС

08:51 Купим фторопласт Ф4, Ф4к20, стеклоткань, стеклолента, текстолит неликв

08:44 Закупаем прокат титана круг, проволоку, поковку, нихром остатки, с хра

08:34 Труба нержавеющая 57х4,0 ст12Х18Н10Т ГОСТ 9941-81

18:01 Предлагаем станок токарный ИТ-1М.

16:59 Вентиляторный завод приглашает к сотрудничеству

14:41 Дизельные электростанции АД 150-Т400-РГ

14:41 Сварочные агрегаты АДД 2х2502, АДД 2х2502 П, АДД 2х2502 ПВГ

13:27 Труба ТФ 89х7 НД-2-2-20 2У1

13:25 Сварочные агрегаты адд 4004, адд 4004 вг и др

НОВОСТИ

28 Марта 2017 17:10
Звучание неодимовых магнитов

22 Марта 2017 14:08
Необычные строения из алюминия в Японии (17 фото)

29 Марта 2017 15:49
Ближневосточный выпуск стали в феврале вырос на 5,7%

29 Марта 2017 14:26
”Северсталь” начала выпуск свай из металлических труб

29 Марта 2017 13:54
Экспорт железной руды ”Vale” за 2 месяца 2017 года вырос на 6,2%

29 Марта 2017 12:35
Группа ”ЧТПЗ” впервые поставила трубы для Арктического шельфа

29 Марта 2017 12:03
В АО ”АЭМ-технологии” изготовили колена для АЭС Куданкулам

НОВЫЕ СТАТЬИ

Изделия для печного и термического оборудования из нержавейки

Производство разных типов нержавеющих листов и их применение

Котельные жаропрочные и коррозионностойкие марки сталей

Сертификация и таможенное оформление грузоперевозок

Шаровые краны - основные виды и особенности

Распространенные марки стали для химического оборудования - сравнение и особенности

Высоколегированные жаропрочные стали для печного оборудования

Изготовление зубчатых колес и деталей по чертежам

Металлический штакетник и металлические решетки

Покупка картриджей в Москве – выгодное решение актуального вопроса

Пищевое оборудование из нержавеющих сталей

Лист нержавеющий холоднокатанный AISI 310S

Нержавеющий холоднокатанный и другие виды листового проката по AISI

Эффективность технологии ультразвуковой очистки поверхностей

Фурнитура и комплектующие для откатных ворот

Лист нержавеющий 08Х18Т1 в строительных и декоративных конструкциях

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Использование трубы нержавеющей 12Х18Н10Т в машиностроении и других остраслях

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "РДМ" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.