Главная Процесс термической обработки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 Аустенит Перераспределение углерода в аустените Аустенит, обедненный угйеродон --1- Партенситное превращение Аустенит, оввгащеннб/й углервдо Шртенситная ас - фаза Выделение карбида а.-фаза Рис. 123. Возможная схема бейнитного прев-ратцення --7-- Вб/деление карбида Аустенит, обедненшй углерода /карбид /1артенситное превращение Карбид Мартенситная и-фаза Вд/деление карбида 7 , \ . g - фаза I I Карбид зуются обедненные углеродом участки аустенита, претерпевающие V - а-мартенситное превращение. Последовательность процессов, происходящих в соответствии со схемой Р. И. Энтина при бейнитном превращении, показана на рис. 123. Легирующие элементы, растворенные по способу замещения, не успевают перераспределиться при бейнитном превращении, и содержание их в феррите и аустените одинаково, v Разницу между строением верхнего и нижнего бейнита связывают с разной подвижностью углерода в верхней и нижней части температурного интервала бейнитного превращения. - При высоких температурах бейнитного превращения а-фаза содержит мало углерода, успевающего отводиться в аустенит от продвигающейся границы а/у, и карбид выделяется прямо из аустенита между пластинами а-фазы - формируется верхний бейнит. При низких температурах превращения из-за меньшей подвижности углерода а-фаза пересыщена им и частицы карбида выделяются внутри а-пластин - формируется нижний бейнит. Термин бейнитное превращение , первоначально предложенный при изучении изотермических превращений в сталях, впоследствии был распространен на некоторые цветные сплавы: Р-латуни, алюминиевые и оловянные бронзы, титановые сплавы и др. В латуни из Р-фазы при охлаждении может выделяться а-фаза {см. рис. 92). При небольших переохлаждениях а-фаза выделяется обычным диффузионным путем. При больших переохлаждениях. Например ниже 350° С в сплаве с 41% Zn, а-фаза образуется в-виде тонких пластин, давая рельеф на полированной поверх- ности образца. Пластины а-фазы состоят из регулярных рядов дефектов упаковки, как и мартенсит, который в Р-латуни образуется при температурах ниже 0° С. Ориентационное соотношение решеток а- и р-фазы подобно ориентационному соотношению в латуни, испытавшей мартёнситное превращение. Вместе с тем от чисто мартенситного превращения рассматриваемое выделение пластин а-фазы качественно отличается тем, что происходит диффузионное перераспределение цинка: а-фаза содержит меньше цинка, чем исходная р-фаза. Указанные особенности позволили отнести образование пластинчатой а-фазы в переохлажденной Р-латуни к бейнитным превращениям. В случае латуни бейнит - однофазная структурная составляющая в отличие от двухфазного бейнита в стали. При бейнитном превращении в Р-латуни сначала происходит бездиффузионная мартенситная перестройка решетки р - а, а затем - диффузионное перераспределение компонентов между а-и Р-фазами вслед за медленно продвигающейся границей а/р. Бейнитное превращение в латуни, как и в стали, развивается в том температурном интервале, где подвижность атомов основного компонента (меди) уже очень мала, а у другого (цинка) еще достаточна, чтобы осуществить его отвод от продвигающейся межфазной границы мартенситной фазы. 4i Механические свойства стали с бейнитной структурой Бейнит прочнее перлита, причем его прочностные свойства растут с понижением температуры изотермического превращения (рис. 124). Повышенная прочность бейнита обусловлена малым размером ферритных кристаллов, дисперсными выделениями карбида, повышенной плотностью дислокаций, закрепленных атомами углерода, и искажением решетки феррита из-за пересыщенности его углеродом и легирующими элементами. Предел текучести бейнита связан с размером ферритных кристаллов соотношением Холла-Петча (15), так как границы а-кристаллов служат эффективными барьерами для дислокаций, С понижением температуры изотермического превращения в бейнитном интервале из-за более медленного отвода в аустенит атомов углерода от границы а/у кристаллы феррита получаются мельче, и это является одной из главных причин повышения прочностных свойств бейнита. Частицы карбидов, находящиеся внутри а-фазы, тормозят движение дислокаций тем эффективнее, чем больше их в единице объема и чем они равномернее распределены. В верхнем бейните карбидные частицы расположены главным образом по границам ферритных кристаллов и поэтому не вносят существенного вклада в упрочнение. С понижением температуры превращения дисперс- ность карбидов возрастает и они располагаются в основном внутри феррита, повышая прочность бей- -нита. I Феррит в бейните имеет боль- ,оо . шую плотность дислокаций, чем избыточный феррит в доэвтектоидной стали. Дислокации в бей- . во нитном феррите закреплены кот- трелловскими атмосферами из 11 .у атомов углерода и вносят зна- - , чительный вклад в упрочнение. 35о iso 550 б50 т Твердорастворный механизм уп- Гемпература превращения рочнения, особенно элементами. Рис. 124. Зависимость механиче- растворенными по способу заме- --р ,-р1 асГни?! ЩеНИЯ, по-видимому, несколько (Гензамер) повышает упрочнение бейнита. На рис. 124 показано, что пластичность при переходе из перлитной области в бейнитную падает, а затем с понижением темпе-, ратуры вновь возрастает. Снижение пластичности связано с тем, что строение верхнего бейнита сравнительно грубое. Частицы; карбида, расположенные по границам ферритных кристаллов, понижают пластичность бейнита. В нижнем же бейните частицы карбидов находятся внутри а-фазы, и поэтому пластичность у него более высокая. Сталь со структурой нижнего бейнита отличается сочетанием высокой прочности и вязкости. На получении бейнитной структуры основана бейнитная закалка (см. § 40). Кроме того, в так называемых бейнитных сталях бейнитная структура формируется при охлаждении на воздухе с температуры горячей прокатки или при простой термообработке е нагревом до аустенитного состояния и охлаждением на воздухе. В таких сталях С-кривая бейнитного превращения должна; быть сильно сдвинута к оси ординат, а выделение избыточного феррита, наоборот, должно быть медленным, чтобы он не выделился при непрерывном охлаждении до начала бейнитного превращения. Этим требованиям удовлетворяет, например, малоуглеродистаясталь, легированная 0,5% Мо и бором. § 39. ПРОКАЛИВАЕМОСТЬ СТАЛЕЙ 1. Прокаливаемость и критическая скорость охлаждения При закалке на мартенсит сталь должна охлаждаться с закалочной, темиературы так, чтобы аустенит, не успев претерпеть фаспад на феррито-карбидную смесь, переохладился ниже точкИ: Afar Для этого скорость охлащння изделия должнабыть выше критической. Критическая скорость охлаждения - это мини- |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |