рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Промышленность
/
Четыре основных превращения при термической обработке в стали

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Четыре основных превращения при термической обработке в стали

Четыре основных превращения при термической обработке в стали - раздел Промышленность, Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов При Термической Обработке Стали Наблюдаются Следующие Превращения: &...

При термической обработке стали наблюдаются следующие превращения:

1. Превращение перлита в аустенит, протекающее выше точки А₁.

α + Fe₃C → γ

2. Превращение аустенита в перлит, протекающее ниже А₁

γ → α + Fe₃C

3. Превращение аустенита в мартенсит:

γ → М

4. Превращение мартенсита в перлит (в феррито-карбидную смесь):

М → α + Fe₃C

3.2 Превращения в стали при нагреве. Образование аустенита.

При достижении температуры А_С1 в сталях начинается превращение перлита в аустенит. Кристаллы аустенита зарождаются преимущественно на межфазных поверхностях раздела феррита с цементитом:

Превращение состоит из двух параллельно идущих процессов: полиморфного α→γ- перехода и растворения в аустените кристаллов цементита.

Если эвтектоидную сталь, содержащую 0,8% углерода и имеющую структуру перлит нагреть выше А_c1 (727⁰С), то перлит превратится в аустенит с тем же содержанием углерода 0,8% (рис.20).

Рис. 20 Схема превращения перлита в аустенит

Если доэвтектоидную сталь, содержащую, например, 0,4% углерода и имеющую структуру феррит + перлит, нагреть выше А_c1, то перлит превратится в аустенит. Феррит никаких изменений не претерпевает. Аустенит содержит 0,8% углерода, а феррит - 0,02% (точка P). По мере повышения температуры в интервале А_c1-А_c3, феррит будет растворяться в аустените и как бы "разбавлять" его по углероду и в момент достижения температуры А_c3 аустенит будет содержать 0,4% углерода, то есть столько, сколько углерода в стали.

Если заэвтектоидную сталь, содержащую, например, 1% углерода и имеющую структуру перлит + цементит, нагреть выше А_c1, то перлит превратится в аустенит с содержанием 0,8% углерода. Цементит никаких изменений не претерпевает и содержит 6,67% углерода. Дальнейший нагрев в интервале А_c1-А_c3 приводит к тому, что цементит будет растворяться в аустените и дополнительно насыщать аустенит углеродом. В момент достижения температуры А_cm аустенит будет содержать 1% углерода, то есть то количество углерода, которое находится в стали.

В зависимости от условий нагрева можно получить зерно аустенита различного размера. От размера зерна аустенита в большой мере зависят свойства продукта превращения.

Продукты превращения мелкозернистого аустенита имеют более высокие пластичность и вязкость, и меньшую чувствительность к концентраторам напряжений, чем соответствующие продукты превращения крупнозернистого аустенита.

Превращение при температуре А_С1 сопровождается измельчением зерна стали. Эта очень важная особенность фазовой перекристаллизации широко используется в практике термической обработки стали – отжиге, закалке и других видах обработки, связанных с нагревом стали до аустенитного состояния.

Чем выше дисперсность перлита и выше скорость нагрева, тем больше число центров кристаллизации аустенита. При высокоскоростном нагреве (например, при нагреве ТВЧ) можно получить чрезвычайно мелкие зерна аустенита.

В эвтектоидных сталях перекристаллизация заканчивается после превращения перлита в аустенит.

В доэвтектоидных сталях при нагреве от А_С1 до А_С3 происходит превращение избыточного феррита в аустенит.

В заэвтектоидных сталях при нагреве от А_С1до А_С_m происходит растворение избыточного цементита (вторичного) в аустените. Оба процесса сопровождаются диффузией углерода, приводящей к выравниванию концентрации и небольшому укрупнению зерен аустенита. Дальнейший нагрев стали в аустенитной области приводит к росту зерен аустенита.

В момент превращения перлита в аустенит образуется большое количество мелких зерен аустенита. При дальнейшем повышении температуры зерно аустенита начинает расти. Это обусловлено стремлением системы к уменьшению свободной энергии.

Различают наследственно мелкозернистые и наследственно крупнозернистые стали. Под наследственной зернистостью понимают склонность аустенитного зерна к росту, отсюда мелкозернистые стали обладают меньшей склонностью аустенитного зерна к росту в отличие от крупнозернистых сталей. Однако при достижении температур 900-950⁰С барьеры, предшествующие росту зерна в наследственно мелкозернистых сталях устраняются, и происходит более интенсивный рост зерна по сравнению с крупнозернистыми сталями. При превращении перлита в аустенит выделяют:

-начальное зерно – размер зерна в момент превращения перлита в аустенит;

-наследственное зерно – склонность аустенитного зерна к росту;

-действительное зерно – размер зерна, полученный при конкретных условиях.

На свойства стали оказывает влияние величина действительного зерна. С увеличением размера зерна характеристики прочности, и особенно ударная вязкость снижается, а увеличиваются магнитные и электрические свойства.

Если сталь выдерживать длительное время при высоких температурах, происходит интенсивный рост зерна. Это явление получило название – перегрев. Перегрев можно устранить дополнительной термической обработкой, заключающейся в повторном нагреве стали выше А₁. В результате зерно измельчается, свойства стали возрастают. Если сталь длительное время выдерживать при температуре А_С3 в окислительной атмосфере, то происходит образование окислов железа по границам зерна. Это явление неисправимый дефект стали называют пережог.

Величину зерна определяют по ГОСТ 5639–82 сравнением микроструктуры стали при увеличении в 100 раз с эталонными шкалами, приведенными на рис. 21.

Рис. 21. Эталонная шкала баллов для оценки размера зерна стали

Размер зерна оценивается баллами. Балл зерна прямо пропорционален числу зерен, помещающихся на 1 мм² шлифа, и обратно пропорционален среднему диаметру зерна. Условно принято считать, что стали с зерном от 1 до 5 балла относятся к крупнозернистым сталям, а с более высоким баллом зерна (№ 6–15) — к мелкозернистым.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ... ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ... САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Четыре основных превращения при термической обработке в стали

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
Железоуглеродистые сплавы – стали и чугуны – важнейшие металлические сплавы современной техники. Производство чугуна и стали по объему превосходит производство всех других металлов вместе взятых бо

Компоненты в диаграмме железо- углерод
Компонентами в сплавах железа с углеродом являются металл железо и неметалл углерод. В промышленности чистое железо практически не используется, а наиболее широко применяются его сплавы. О

Структурные составляющие системы железо-углерод
Твердые растворы внедрения углерода и других примесей в a-железе называют ферритом, а в g-железе – аустенитом. Феррит получил свое название от латинского наименования железа – «Ferrum». Ра

Кристаллизация стали
Первичная кристаллизация стали в зависимости от содержания углерода происходит по-разному. При содержании углерода от 0 до 0,5% из жидкости начинает выделяться феррит, а при содержании углерода от

Влияние постоянных примесей на структуру с свойства стали.
К постоянным примесям относятся Mn, Si, S, P и газы O, N, H. Верхний предел присутствия S, P ограничивается 0,05%, Mn, Si – 0,08%. Марганецвводят в сталь для раскисления, т.е

Влияние углерода на свойства стали
Углерод – не случайная примесь, а важнейший компонент углеродистой стали, от количества которого завичсят ее свойства.

Применение сталей
Конструкционные углеродистые стали. На долю углеродистых сталей приходится 80% от общего объема производства стали. Эти стали дешевы и сочетают удовлетворительные механические свой

Структура, свойства и применение чугунов
Чугуны – это сплавы на основе железа, содержащие от 2 до 5 % углерода, а также марганец, кремний и вредные примеси. Это литейный и передельный материал. Допустимые кол

Виды термической обработки металлов.
Свойства сплава зависят от его структуры. Основным способом, позволяющим изменять структуру, а, следовательно, и свойства является термическая обработка. Основы термической обработки разра

Закалка
Закалка – термообработка, которая проводится для сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии при нагреве и охлаждении, с целью повышения твердости и прочности путем образования не

Старение
Старение - термообработка, которая применяется к сплавам, которые были подвергнуты закалке без полиморфного превращения. Пересыщенный твёрдый раствор в таких сплавах термодин

Химико-термическая обработка
Химико-термической обработкой называют процессы, приводящие к диффузионному насыщению поверхностного слоя различными элементами. Химико-термическая обработка включает в себя одновременное

Термомеханическая обработка
Термомеханическая обработка – вид термической обработки, включающий в себя операцию пластической деформации, которая создавая повышенную плотность дефектов кристаллического строения, влияет тем

Основные фазовые превращения при термообработке стали
Основой для изучения термической обработки стали является диаграмма железо – углерод (область сталей). При рассмотрении разных видов термообработки железо-углеродистых спла

Превращение аустенита в перлит
При охлаждении стали с содержанием углерода 0,8% ниже А1 происходит распад аустенита с содержанием углерода 0,8% на феррит с содержанием 0,01%С и цементит с содержанием углерода 6,67%. В

Превращения мартенсита в перлит при отпуске
Отпуском называют термическую операцию, заключающуюся в нагреве закаленной стали до температуры ниже Аc1, с последующей выдержкой и охлаждением с заданной скоростью. В пр

Отжиг стали
Отжиг стали– термическая обработка, заключающаяся в нагреве металла до определенной температуры, выдержки и охлаждении с отключенной печью (т.е. с минимально возможной скоростью

Отжиг доэвтектоидной стали.
Для доэвтектоидной стали применяют следующие виды отжига: -полный; -изотермический; -нормализация; -патентирование.

Отжиг заэвтектоидной стали.
Для заэвтектоидной стали применяют неполный отжиг и нормализацию. Неполный отжиг.Заэвтектоидные стали подвергают неполному отжигу, так как полный отжиг приводит к появлени

Закалка стали
Закалка – это термическая операция, которая заключается в нагреве сплава до температуры выше критических точек и охлаждении с высокой скоростью. В зависимости от того происходит ли

Отпуск стали.
Закаленная сталь очень твердая, но она хрупкая, у нее низкая пластичность и большие внутренние напряжения. В таком состоянии изделие не работоспособно, не надежно в эксплуатации. Поэтому для уменьш

Способы закалки стали.
Выбор того или иного способа охлаждения при закалке определяется во-первых получением наибольшей прокаливаемости и во-вторых минимальным уровнем остаточных внутренних напряжений, чтобы уменьшить ко

Обработка стали холодом.
Обработку стали холодом применяют для уменьшения количества остаточного аустенита в закаленных высокоуглеродистых сталях. При охлаждении до -70..-1900С остаточный аустенит превращается в

Закалка с самоотпуском.
При сквозной прокаливаемости все точки детали имеют практически одинаковую твердость. Однако, для ударного инструмента типа зубил, долот, штампов необходимо иметь высокую твердость рабочей поверхно

Поверхностная закалка
Для некоторых деталей при эксплуатации необходима высокая твердость и износостойкость поверхности в сочетании с хорошей вязкостью в сердцевине. Это касается деталей, работающих в ус

Прокаливаемость и закаливаемость стали.
Прокаливаемость важнейшая характеристика стали, определяющая выбор марки стали в зависимости от размеров закаливаемой заготовки. Закаливаемость стали характеризует твердость правильно зака

Термомеханическая обработка стали.
Термомеханическая обработка включает в себя пластическую деформацию, которая влияет на формирование структуры во время термического воздействия на металл. Пластическая деформация изменяет характер

Цементация
Цементацией называется процесс насыщения поверхностного слоя стали углеродом с целью повышения работоспособности деталей металлургических машин (всевозможные шестерни, зубчатые муфты и втулки, паль

Азотирование
Азотированием называется ХТО, при которой поверхностный слой детали насыщается азотом. Процесс осуществляется в атмосфере аммиака, который при нагревании разлагается. При этом увеличиваются не толь

Нитроцементация
Нитроцементацией называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при 840 – 860°С в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и амм

Цианирование
Цианированием называют также совместное насыщение поверхности стали углеродом и азотом вследствие окисления расплавленных цианистых солей при нагревании до 820 – 960 °С. Для получения слоя

Сульфоазотирование
Сульфоазотирование применяют для улучшения приработки, повышения износостойкости и противозадирных свойств, особенно при «сухом» и «полусухом» трении, применяют сульфоазотирование, т. е. одновремен

Борирование
Борирование стали - химико-термическая обработка насыщением поверхностных слоев стальных изделий бором при температурах 900...950°С. Цель борирования - повышение твердости, износостойкости и некото

Силицирование
Силицирование - поверхностное или объёмное насыщение материала кремнием. Силицирование производится обработкой материала в парах кремния, образующихся при высокой температуре над кремниевой засыпко

Диффузионное насыщение металлами
Насыщение поверхности стали металлами в ходе их высокотемпературной химико-термической обработки в соответствующих насыщающих средах называется диффузионной металлизацией. Целью такого вида химико-