Вывоз мусора: musor.com.ru
Главная | Контакты: Факс: 8 (495) 911-69-65 |

Образования цементита



Рис. 181. Схема образования аустенита при исходной

из этой диаграммы, чем больше скорость нагрева, тем выше температура нагрева для закалки. Более низкие температуры недостаточны для завершения образования аустенита, более высокие вызывают перегрев, т. е. интенсивный рост зерен. Из этой же диаграммы видно, что интервал температур закалки при медленном печном нагреве (II) лежит значительно ниже, чем при скоростном нагреве.

Скорость превращения феррито-цементитной структуры в аусте-иит, кроме температуры нагрева, зависит от ее исходного состояния. Чем тоньше феррито-цементитпая структура, тем больше возникает зародышей аустенита и быстрее протекает процесс аустенитизации. Предварительная сфероидизация цементита, особенно с образованием крупных его глобулей, замедляет процесс образования аустенита.

Скорость образования аустенита и выравнивания его концентрации в значительной степени зависит от температуры нагрева. Так, с повышением температуры нагрева скорость превращения резко увеличивается.

После образования аустенита протекает процесс роста зерна (крупные зерна, обладающие меньшей суммарной поверхностью, чем мелкие, в том же объеме имеют меньший запас свободной энергии Д/7).

Рис. 8.4. Диаграмма образования аустенита в доэвтектоидной стали (И. Л. Миркин, Н. Е. Блантер):

Механизм процесса образования аустенита из перлита состоит из формирования центров кристаллизации в кристаллах феррита в участках, обогащенных атомами углерода до 0,8%, и последующего роста криталлов. Наиболее благоприятными участками для образования и роста кристаллов аустенита являются части зерен (пластинок) феррита, примыкающие к кристаллам цементита. Движущей силой процесса роста является стремление системы к уменьшению термодинамического потенциала за счет уменьшения поверхностной энергии.

Критические точки, соответствующие температурам превращения, указаны на диаграмме: Л!(727°С); точка А3, понижающаяся с увеличением содержания углерода по линии GS и точка Аст, изменяющаяся по линии S?. Смещение критических точек относительно температур, соответствующих равновесному состоянию сплавов, происходящее вследствие теплового гистерезиса, в реальных условиях нагрева и охлаждения условно обозначают так: Aclt Ас3 — при нагреве, Arlt Ars — при охлаждении. Для практики термической обработки стали изучение механизма и кинетики образования аустенита имеет большое значение, поскольку превращение аустенита при

сить снижением содержания в них хрома до 1,0—1,6% и никеля до 3,0—4,0% (плавки № 183 и 200). По-видимому, высокая износостойкость хромоникелевых чугунов объясняется образованием достаточно вязкой и твердой мартенсито-аустенитной структуры. Повышение содержания хрома и никеля выше указанных пределов приводит к увеличению образования аустенита и снижению сопротивления абразивному изнашиванию.

1. Температура нагрева при выбранной скорости нагрева должна быть незначительно (на 10—20°) выше температуры завершения процесса образования аустенита. Следует подчеркнуть, что скорость нагрева выбирается обычно в зависимости от необходимой глубины нагрева (она тем меньше, чем больше глубина). При необходимости глубинного нагрева целесообразно выполнять изотермическую выдержку при конечной температуре.

Превращение при закалке. Критическая точка (начало образования аустенита) для стандартного состава стали РФ1 лежит при тем-. пературе около 800° С. При нагреве до 900° С в структуре ещё сохраняется а-фаза. Выше 900—950° С структура состоит из аустенита и карбидов. Повышение температуры ведёт к растворению карбидов (фиг. 69) и к росту зерна аустенита (фиг. 70, см. вклейку). При 1320—1350° С происходит оплавление, что ведёт к появлению после закалки .ледебуритной эвтектики. При более высокой температуре появляется так называемая 5-фаза (дисперсная смесьа-твёр-дого раствора и карбидов, напоминающая троостит в обычной

Сталь удовлетворительно катается и куется, если содержание графита не превышает 0,4—0,5%. Отожженная Графитизированная сталь хорошо обрабатывается резанием (при скоростях до 150—200 м/мин при точении и до 20 м/мин при сверлении). Сравнительно хорошо сталь сваривается электродами из мягкой углеродистой стали (без образования цементита в переходном слое).

Реакция образования цементита проста: 3Fe + С — » Fe3C, она со-

При 723 °С реализуется фазовое превращениез аустенит распадается на феррит и цементит. «Подноготная» превращения достаточно прозрачна: при этой температуре ГЦК решетка аустенита трансформируется в ОЦК решетку феррита (заметьте, что углерод смещает температуру полиморфного превращения). Но в ней растворимость углерода намного ниже и его избыток выделяется в виде цементита. Необходимая для образования цементита группировка рассеянных атомов углерода — процесс диффузионный. А раз так, то на него требуется время, и быстрым охлаждением его можно затормозить. Поэтому при закалке стали

Наоборот, в тех случаях, когда требуется получить высокую твердость и высокое сопротивление износу, стремятся получить отбел. Для этого в песчаную форму вставляют металлический кокиль (например, при отливке чугунных лемехов — в том месте, где располагаются лезвие и носок), чтобы увеличить здесь скорость охлаждения, затормозить графитизацию и создать условия для образования цементита.

При отпуске закаленной стали протекают процессы распада мартенсита, образования цементита и специальных карбидов, их коагуляция, распад остаточного аустенита, возврат и рекристаллизация матрицы

В сплаве VII кристаллизация начинается с образования цементита. Такой цементит называют первичным. Первичный цементит выделяется из жидкости при охлаждении в интервале температур 1 — 2. Состав жидкости при этом меняется по линии ликвидус и в точке 2 жидкость содержит 4,3 % С. Количественное соотношение жидкой и твердой фаз в точке 2 определяется соотношением отрезков Е2 и С2. При 1147 °С происходит эвтектическое превращение. Аустенит образовавшегося ледебурита при охлаждении испытывает превращения, рассмотренные выше. При комнатной температуре структура сплава VII состоит из ледебурита и первичного цементита.

Вероятность образования цементита из жидкой фазы значительно выше, чем графита. Любой процесс определяется термодинамическими и кинетическими условиями протекания. Движущей силой процесса графитизации является стремление системы уменьшить запас свободной энергии. Цементит термодинамически менее устойчивая фаза, чем графит. Однако разница между температурами образования цементита и графита невелика, и при сравнительно небольшом переохлаждении будет происходить кристаллизация цементита, а не графита.

В табл. 4.2 и 4.3 приведена информация об образовании карбидов и нитридов в зависимости от положения металлов в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева и степени заполнения их d-электронной оболочки. Наиболее сильные карбидообразователи и нитридообразователи располагаются в левой части табл. 4.2, поэтому при достаточном количестве в стали Ti, V и Nb трудно ожидать образования цементита, а тем более карбидов или нитридов кобальта и никеля при их наличии в стали.

При перлитном превращении полиморфный переход 7 —» & сопровождается перераспределением углерода. Для образования цементита, содержащего 6,69 % С, необходимо перемещение атомов углерода на расстояния, значительно большие межатомных расстояний, так как среднее содержание углерода в твердом растворе до превращения гораздо меньше, чем в цементите.

При таком способе регулирования количество подаваемого в печь метана может превысить величину, соответствующую стехиометрическим соотношениям реакций науглероживания. Это приводит к выпадению сажи в рабочем пространстве печи и нарушению зависимости между углеродным потенциалом и содержанием СО2. Автоматическое регулирование становится практически невозможным. Эта опасность устранена в безмуфельных агрегатах, применяемых на ВАЗе [8], в которых использован комбинированный способ регулирования состава атмосферы при цементации и нитроцементации. В зоне интенсивного насыщения углеродный потенциал не регулируется по СО2 или точке росы изменением добавки СН4, а определяется постоянством содержания метана в зоне; в печи не происходит выделения сажи и образования цементита на поверхности обрабатываемых деталей. Постоянное количество метана в зоне поддерживается автоматически.




Рекомендуем ознакомиться:
Обработку выполняют
Обратимые потенциалы
Обязательно пользоваться
Обратимого потенциала
Обратного мартенситного
Обратного перемешивания
Обратного рассеяния
Образцовые манометры
Образцовая типография
Образовывать различные
Образования эвтектики
Образования достаточно
Образования конденсата
Обязательно сопровождаться
Образования мартенсита
Меню:
Главная страница Термины
Популярное:
Где используются арматурные каркасы Суперпроект Sukhoi Superjet Что такое экология переработки нефти Особенности гидроабразивной резки твердых материалов Какие существуют горные машины Как появился КамАЗ Трактор Кировец К 700 Машиностроение - лидер промышленности Паровые котлы - рабочие лошадки тяжелой промышленности Редкоземельные металлы Какие стройматериалы производят из отходов промышленности Как осуществляется производство сварной сетки