Основы термообработки и поверхностного упрочнения сплавов

Для сталей характерны следующие структуры:

а) равновесные

1) при высокой температуре: Аустенит (А) – раствор Feγ (С) – ГЦК (много железа на стенках коробки и углерода внутри нее, так как они друг другу не мешают)

2) при низкой температуре: Перлит (П) – смесь Ф+Ц [Fe_α (С) + Fe₃ С]

При охлаждении происходит диффузия железа и углерода, ихвыделение из раствора с образованием цементита.

При медленных изменениях температуры развиты процессы диффузии, идущие постепенно.

а) неравновесные (дефектные)

1) Аустенит остаточный (А _ост) - пересыщенный раствор углерода в α-железе Feγ (С). Превращение не успело произойти, только сжалась решетка.

2) мелкодисперсные (пластинчатые после отжига, сферические после отпуска):

- Сорбит, Троостит – смеси Ф+Ц [Fe_α (С) + Fe₃ С].

Дисперсность - суммарная толщина соседних пластинок (величина зерна)

2) игольчатые:

- Бейнит (Б) – тростит игольчатый - смесь Ф+Ц [Fe_α (С) + Fe₃ С] – промежуточная фаза между П и М

- Мартенсит (М) – пересыщенный раствор углерода в α-железе Feα (С);

При росте скорости охлаждения уменьшается величина зерен (не успевают вырасти). При максимальных скоростях структура изменяется путем сдвига (не успевает произойти диффузия железа с образованием цементита)с образованием вытянутых зерен ( игольчатая, пластинчатая, перистая структура), пересыщенных углеродом (не успевает произойти диффузия углерода и образование цементита)

П-С-Т-Б-М (+А _ост)-М – рост скорости охлаждения

При быстрых изменениях температуры преобладает мартенситный механизм превращений - бездиффузионный сдвиг, который приводит в сильным искажениям решетки.

2 пути – либо разрушим систему, либо упрочним (что не убивает – делает сильнее). Главную роль играют напряжения (силовое воздействие вследствие: Источниками напряжений являются: градиент температур по сечению; анизотропия механических свойств; неоднородность химического состава; структурные несовершенства; разная ориентировка кристаллов в пространстве; различный удельный объем аустенита и мартенсита; различные коэффициенты линейного расширения фаз.

Происходит перегруппировка атомов, в результате один из атомов грани становится в центре объема новой ячейки. Она образуется внутри старой, поэтому имеет меньший объем и толщину (игольчатая структура). В объеме ГЦК атомов нет, поэтому на гранях новой ячейки их и нет, только в объеме (ОЦК).

Рис. 8.12. Атомно-кристаллический механизм перестройки

Тетрагональная решетка – искаженная кубическая.

Степень тетрагональности с/а – это степень искажения решетки, прямо пропорциональная концентрации углерода.

Термообработка позволяет модифицировать свойства стали путем изменения:

- формы и размеров зерна

Круглое зерно – прочное и пластичное, вытянутое – очень прочное, не пластичное

Чем мельче зерно, тем прочнее, без снижения пластичности.

- количества дефектов

Чем больше дефектов, тем выше прочность и ниже пластичность. Пересыщенный раствор прочнее обычного.

- состояния углерода в сплаве (в растворе, в виде хим.соединения, в свободном состоянии – в чугунах)

вида и формы его включений.

При низких температурах углерод:

- может быть внедрен в решетку железа, образуя обычный и пересыщенный растворы

- образовывать цементит в виде сетки различной толщины, пластин

- может выделяться в свободном состоянии в виде графита (чугуны, при очень медленном и равномерном охлаждении)

Переход из одной структуры в другую характеризует основные превращения при термической обработке:

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 191; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!