Влияние скорости охлаждения на превращение аустенита
Влияние скорости охлаждения на превращение аустенита - раздел Промышленность, Микроскопический анализ металлов В Зависимости От Скорости Охлаждения Превращение Аустенита Может Быть Диффузи...
В зависимости от скорости охлаждения превращение аустенита может быть диффузионным и бездиффузионным. Критерием превращения является критическая скорость закалки VКР – наименьшая скорость охлаждения, при которой подавляется диффузия атомов углерода.
При скоростях охлаждения V < VКР протекает диффузионный распад аустенита в феррит и цементит. В процессе превращения перестраивается кристаллическая решетка железа и происходит перераспределение углерода между фазами.
Такое превращение имеет место при отжиге, нормализации и менее распространённом виде термической обработки – закалке в масло. Ферритоцементитные смеси, полученные этими обработками, характеризуются «межпластинчатым» расстоянием h – суммарной толщиной одной пластинки феррита и одной пластинки цементита (рис. 6.1а–в):
перлит пластинчатый – грубодисперсная ферритоцементитная смесь пластинчатой формы (рис. 6.1а);
сорбит закалки – дисперсная ферритоцементитная смесь пластинчатой формы (рис. 6.1б);
троостит закалки – весьма дисперсная ферритоцементитная смесь пластинчатой формы (рис. 6.1в).
Рис. 6.1. Структуры и схемы структур эвтектоидной стали:
а – перлит пластинчатый; б – сорбит закалки; в – троостит закалки
При скоростях охлаждения V > VКР, например, при закалке в воде протекает бездиффузионное превращение аустенита в мартенсит, т. е. кристаллическая решетка Feγ перестраивается в Feα без выделения углерода из твёрдого раствора. В равновесном состоянии Feα растворяется всего лишь 0,006 % углерода, а в любой стали его значительно больше, отсюда следует, что мартенсит – пересыщенный раствор углерода Feα. Пресыщенность решетки железа углеродом создаёт внутренние напряжения, что приводит к существенному упрочнению стали. Но при этом сталь становится менее вязкой.
Рис. 6.2. Структура мартенсита, х 1000
Мартенсит закалённой стали состоит из кристаллов игольчатой формы и характеризуется структурным параметром – длиной игл L (рис. 6.2). Твердость этой структуры зависит от содержания углерода (см. рис. 5.3).
1.2. Влияние температуры отпуска на превращение мартенсита закалки
Для повышения вязкости закалённых сталей выполняется дополнительная термическая операция, называемая отпуском. Это нагрев стали до температур ниже линии А1, при которых неравновесное состояние – мартенсит закалки – претерпевает диффузионное превращение в более устойчивое состояние.
При нагреве до 200 °С частично снимаются внутренние напряжения, так как внутри твёрдого раствора незначительное количество углерода, взаимодействуя с железом, образует ε-карбид (FеXС, где X = 2,0–2,4), а содержание углерода в основном объёме мартенсита снижается. Это приводит к повышению вязкости стали практически без разупрочнения, т. е. без снижения прочности и твёрдости. Полученную структуру называют мартенситом отпуска.
При среднем (300–400 °С) и высоком (500–600 °С) отпусках мартенсит закалки распадается на феррит и цементит. В совокупности свойства этих фаз обусловливают разупрочнение стали. Вязкость же стали существенно возрастает. Структура, полученная средним отпуском, называется трооститом отпуска – мелкодисперсная ферритоцементитная смесь. При высоком отпуске происходит укрупнение (коагуляция) цементитных частиц за счёт растворения более мелких. Эта структура имеет название сорбит отпуска – дисперсная ферритоцементитная смесь. В обеих структурах цементит имеет форму, близкую к округлой (зернистую) и эти структуры характеризуются диаметром цементитных частиц D.
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Методические указания к лабораторным работам
Омск
Издательство ОмГТУ
2008 Составители: Кушнер В. С.
Негров Д. А.
Бур
Макроанализ
Макроструктура – строение металла, видимое без увеличения или при небольшом увеличении (до 10–30 раз) с помощью лупы. При макроанализе можно одновременно наблюдать большую поверхность
Микроанализ
Микроскопический анализ (микроанализ) заключается в исследовании структуры металла при больших увеличениях (более 30 крат) и применяя-ется:
· для определения количества и типа стру
Приготовление микрошлифа
Образец металла, специально приготовленный для исследования его структуры под микроскопом, называется микрошлифом. Для микроанализа из исследуемого материала вырезают образец, поверхность ег
Микроскопы металлографические
Для исследования микроструктуры металлов используются металлографические микроскопы. Металлографический микроскоп позволяет рассматривать непрозрачные тела в отраженном свете. В этом основно
Проведение испытаний
Для определения средней величины зерна существует несколько методов, среди которых наиболее распространенным является метод площадей. Измерение этим методом величины зерна производится на пр
Подготовка микроскопа к визуальному наблюдению
· Установить объектив и окуляр соответственно выбранному увеличению.
· Винтами установить отверстие съёмной шайбы над объективом.
· Над отверстием съемной шайбы установить микрошл
Определение цены деления
Для определения цены деления окуляра-микрометра необходимо:
· подготовить микроскоп к наблюдению;
· установить объект-микрометр на столик микроскопа таким образом, чтобы стекло со
Определение величины зерна стали
Для определения величины (балла) зерна стали необходимо (рис. 1.8):
· микрошлиф поместить на столик микроскопа;
· добиться чёткого изображения структуры;
· просмотреть не
Микроскопический анализ металлов
1. Цель работы.
2. Ознакомление с устройством микроскопа.
Оптическая схема
Обозначения:
_________________________________
_________________________
Теоретические основы процесса кристаллизации металлов
Процесс образования кристаллов называется кристаллизацией. Визуальное изучение кристаллизации металлов сопряжено с техническими трудностями. Поскольку законы кристаллизации растворов солей и
Кристаллизация солей
В данной работе студенты изучают процесс кристаллизации четырёх солей: нитрата свинца Рb(NO3)2, хлорида аммония NH4Cl, дихромата калия К2
Порядок выполнения работы
1. Глядя в окуляр, вращать зеркало микроскопа, добиваясь яркого освещения (получить светлое поле).
2. Предметное стекло с нанесенной на него каплей соли установить на предметный столик так
Изучение процесса кристаллизации
1. Цель работы.
2. Изменение свободной энергии жидкости и твердого тела в зависимости от температуры.
Построение диаграммы состояния
В основе построения диаграмм состояний лежит определение критических точек при охлаждении жидкого сплава (чистого металла) до нормальной температуры. При этом пользуются методом термического ана
Порядок выполнения работы
1. Перед началом измерений сплав находится в жидком состоянии. Когда печь выключают, сплав начинает охлаждаться. С момента начала охлаждения включить секундомер и фиксировать показания милливольтме
Отчет по лабораторной работе №3
Построение диаграммы состояния «Свинец – олово» термическим методом
1. Цель работы.
2. Схема установки проведения эксперимента.
Структура и свойства железоуглеродистых сплавов
Техническое железо. Структура технического железа с концентрацией углерода 0,012 % (рис. 4.4) состоит из светлых полиэдрических зёрен феррита и цементита третичного, который расположен в вид
Порядок выполнения работы
1. Вычертить диаграмму «Fe − Fe3C» с указанием температур превращений и концентраций углерода для характерных точек.
2. Указать фазы и структурные составляющие в ра
Отчет по лабораторной работе № 4
Микроструктура железоуглеродистых сплавов в равновесном состоянии
1. Цель работы.
2. Диаграмма состояния сплавов «Железо – цементит».
Процессы нагрева стали
Температура нагрева определяется положением критических точек А1 и А3 на диаграмме «Железо – цементит» (рис. 5.1а). Для правильного выполнения термической обрабо
Процессы охлаждения стали
Охлаждающая среда обеспечивает определённую скорость охлаждения и назначается исходя из требуемых структуры и свойств стали. Получаемую структуру можно определить при наложении векторов скоростей о
Превращение аустенита при отжиге
При скорости охлаждения V1 ≈ 0,03 °С/с, т. е. менее VКР, аустенит превращается в феррит и цементит: Feγ(C)→ Feα(C)
Превращение аустенита при нормализации
Скорость охлаждения V2 ≈ 30 °С/с также меньше критической. Превращение диффузионное. Образующаяся структура называется сорбитом – дисперсная (т. е. мелкая) ферритоце
Превращение аустенита при закалке
Скорость охлаждения V4 ≈ 600 °С/с, т. е. превышает критическую. Аустенит превращается в мартенсит закалки: Feγ(C)→ Feα(C).
Влияние температуры отпуска на структуру стали
Температура нагрева при отпуске зависит от назначения стали. При нагреве до различных температур могут быть получены различные сочетания твёрдости и вязкости. Выполнение одного из видов отпуска зак
Порядок выполнения работы
1. Получить образцы конструкционной стали 40Х.
2. Назначить режимы термической обработки:
· закалку с недогревом;
· закалку неполную;
· закалку полную;
Термическая обработка стали
1. Цель работы.
Химической обработке подвергались образцы из стали марки _______
Химический состав ___________________________________________
Критические точки: А
Влияние температуры отжига на структуру и свойства стали
Микрошлиф 1 – сталь 45 после полного отжига (температура нагрева 860 °С). При нагреве создаётся мелкое зерно аустенита, а при последующем охлаждении из него образуются мелкие равноосные (окру
Влияние температуры отпуска на структуру и свойства стали
Микрошлиф 6 – сталь У8А после закалки и низкого отпуска.
Низкий отпуск практически не изменяет вид мартенсита. Игольчатость его строения сохраняется, но несколько увеличивается травимость
Микроструктура термически обработанных сталей
1. Цель работы.
Микроструктура термически обработанных сталей изучается на микроскопе ________________ при увеличении __________________________
2. Результаты просмотра структур:
Библиографический список
1. Арзамасов, Б.Н. Материаловедение: учеб. для студентов вузов / Б.Н. Арзамасов и др.– 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Изд-во МВТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 734 с.
2. Гуляев, А.П.
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов