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

Образование цементита



1. Образование аустенита............... *«,;

1. ОБРАЗОВАНИЕ АУСТЕНИТА

Образование аустенита из мартенсита, если последний не претерпевает превращений при нагреве, может происходить двумя способами. Первый осуществляется обычной диффузионной кинетикой подобно переходу одного

Температурный интервал обратного мартенситного превращения (Аа — —/1к), зависящий в первую очередь от состава сплава, располагается выше температуры равновесия 7'0 (когда свободные энергии аустенита и мартенсита равны)—рис. 215. Сдвиговое образование аустенита сопровождается его наклепом, упрочнением (фазовый наклеп).

Для многих видов термической обработки сталь нагревают до температур, соответствующих существованию аустеиита (процесс аустени-ппации) Образование аустенита при нагреве является диффузионным ii)(iucccoi\' и подчиняется основным положениям теории кристаллизации

Рис. 9-1. Превращение стали с феррито-цементш ной структурой при нагреве: а - изменение фазового состава при нагреве; 6 — изотермическое образование аустенита: / — начало образования аустепнта; 2 — конец превращении перлита п аустепит; 3 — полное рас-творепнс карбидов; 4 — гомогенизация аустеннта; ч — схема структурных изменений при нагреве; / — IV — последовательные стадии превращения перлита н аустеппт; А — аустенит гомогенный, Л' — негомо-генпып

Все сплавы, содержащие от 0,8до 2,0% С, кристаллизуются подобно сплаву IV. Кристаллизация сплава начинается после достижения точки /. В интервале /—2 проходит и заканчивается образование аустенита, состав которого по мере охлаждения меняется по участку/'—2 (линии солидуса). На участке 2—^происходитохлаждение однофазной структуры аустенита. В точке 3 (пересечение с линией SE) достигается предельное насыщение С аустенита, при дальнейшем охлаждении из пересыщенного аустенита выпадает вторичный цементит

§ 8.1. Образование аустенита

Скорость образования и однородность аустенита зависят от степени дисперсности цементита в перлите и от карбидообразо-вания: чем мельче цементит, тем быстрее образуется однородный — гомогенный аустенит; из зернистого перлита образование аустенита происходит медленнее, чем из пластинчатого.

При непрерывном нагреве стали образование аустенита происходит в определенном интервале температур и чем быстрее, тем шире этот интервал и больше скорость превращения перлита в аустенит.

Однако образование аустенита связано с диффузией С, а при скорост, ном нагреве процессы диффузии не успевают завершиться. При этом н структуре сохраняются избыточные фазы (феррит и цементит). Растворение этих фаз и получение однородного аустенита может быть достигнуто ускорением диффузии при повышении температуры нагрева. Температура закалки должна увеличиваться с возрастанием скорости нагрева. Влияние скорости индукци-* онного нагрева ТВЧ на тем^ пературу закалки характеризуется кривыми рис. 10.5. На диаграмме выделены зоны режимов индукционного нагрева,

тогда как кристаллические структуры аустенита и графита существенно различны (см. рис. 132,6, 134 и 161). По составу аустенит и цементит ближе друг 'к другу, чем аустенит и графит (так, аустенит содержит до 2,14%С, цементит 6,67%С, а графит 100%С). Поэтому образование цементита из аустенита, а также и из жидкости происходит легче, работа образования зародыша, как и необходимые диффузионные изменения, меньше в случае кристаллизации цементита, чем при кристаллизации графита. Следовательно, кинетически из твердого раствора (аустенита) и из жидкости более выгодна кристаллизация цементита, а не графита (точнее, смеси фер-рит+цементит или аустенит+це-ментит, а не смеси феррит+графит или аустенит+графит).

Система Fe—Fe:!C метастабильная. Образование цементита вместо графита дает меньший выигрыш свободной энергии, однако кинетическое образование карбида железа более вероятно.

Сплав I содержит 0,8% С и является эвтектоидным. Кристаллизация аустенита начинается в точке 1 и заканчивается в точке 2. До точки S в сплаве не происходит никаких фазовых превращений : сплав просто охлаждается. При температуре 727 °С (точка S) весь аустенит превращается в перлит. После эвтектоидного превращения феррит содержит 0,02% С. По мере охлаждения содержание в нем углерода снижается до 0,006%. Избыток углерода идет на образование цементита третичного (Цш). Структура стали при комнатной температуре-перлит. Из-за небольшого количества в сплаве цементит третичный на диаграмме не указывается.

Сплав II является заэвтектоидным От точки 3 до точки 4 идет кристаллизация аустенита. В точке 4 кристаллизация завершается и сплав охлаждается без фазовых превращений до точки 5, которая соответствует предельной растворимости углерода в аустените. По мере охлаждения содержание углерода снижается до 0,8%. Избыток углерода идет на образование цементита вторичного (Цд). При температуре 727 °С идет эвтектоидное превращение (точка 6). В результате охлаждения сплава до комнатной температуры образуется цементит третичный (Цш). Структура стали - перлит и цементит вторичный (располагается по границам зерен перлита).

На рис. 3 и в табл. 3 приведены результаты рентгенографического и радиометрического анализов. Полученные результаты могут быть объяснены следующим образом: образование цементита происходит при температуре цементации в поверхностных участках цементированного слоя, когда концентрация углерода в аустените превосходит равновесную кон-~ центрацию. Поэтому вне зависимости от скорости охлаждения цементит залегает в поверхностной части цементированного слоя толщиной 0,2— 0,3 мм. Образование карбида (Fe, Cr, W)33C6 имеет иной механизм. Он выделяется в процессе охлаждения (вероятно, ниже температуры рекристаллизации) из аустеиита, становящегося метастабильным пересыщенным твердым раствором. Распределение этого карбида имеет максимум, совпадающий с максимумом для аустенита [1]. Положение максимума определяется распределением углерода в твердом растворе.

Выделение промежуточной фазы продолжается и во'второй Стадии (примерно до содержания 0,15—0,'2°/0 С в твёрдом растворе а-же-леза -г в мартенсите) [6]. В третьей стадии Завершается образование цементита .из про-межутОч:ных фаз, выделившихся в первых двух стадиях, и распад твёрдого раствора углерода в а-железе--мартенсите—'в феррито-цемен-титную смесь. Дальнейшее Повышение температуры отпуска приводит К последующей;коагуляций частиц феррита и Нементита и дифе-

Система Fe—Fe3G метастабильная. Образование цементита вместо графита дает меньший выигрыш энергии Гиббса, однако кинетическое образование карбида железа более вероятно.

Система Fe — Fe3C метастабильная. Образование цементита вместо графита дает меньший выигрыш свободной энергии, но кинетическое образование карбида железа более вероятно.

тогда как кристаллические ^^^уг^у^^ aj^i< существенно различны (см. рис. 132,6, 134 и 161). По составу аустенит и цементит ближе друг к другу, чем аустенит и графит (так, аустенит содержит до 2,14% С, цементит 6,67% С, а графит 100%С). Поэтому образование цементита из аустенита, а также и из жидкости происходит легче, работа образования зародыша, как и необходимые диффузионные изменения, меньше в случае кристаллизации цементита, чем при кристаллизации графита. Следовательно, кинетически из твердого раствора (аустенита) и из жидкости более выгодна кристаллизация цементита, а не графита (точнее, смеси фер-рит+цементит или аустенит-)-цементит, а не смеси феррит+графит или аустенит+графит).

сдвиговой) ->а-твердый раствор растворяет незначительное количество углерода->-—>-углерод выходит из решетки—«-образование цементита.

Образование цементита при распаде мартенсита (при содержании в последнем более 0 2 % С) часто происходит через промежуточный карбид железа например е карбид Его химическая формула однознач но не установлена (Fe2-sC) e карбид имеет сложную гексагональную решетку сопряженность которой с решеткой мартенсита лучше чем у цементита Поэтому реакция распада мартенсита на феррит и цементит имеющая вид а Рб(М)->а Ре(ф)+Ре3С идет с меньшими затратами энергии и меньшими искажениями матрицы при образовании промежу точного е карбида a Fe(M) ->-а Ре(ф)+е карбнд-нх Ре(ф)+Ре3С Не которые исследователи отмечают, что в высокоуглеродистых сталях (С>0,6 %) вместо е карбида могут образовываться промежуточные карбиды т) карбид железа (типа Ре2С ромбическая решетка) и JC кар бид (типа FesC2 моноклинная решетка) При малом содержании угле рода в твердом растворе (С<02 %) образование промежуточных кар бндов железа подавлено так как весь углерод в мартенсите связан с дислокациями




Рекомендуем ознакомиться:
Образующей горизонтальной
Определяется эффективностью
Определяется аналогичным
Определяется диаметром
Определяется допускаемое
Определяется факторами
Определяется градиентом
Определяется химическим
Определяется интенсивностью
Определяется известным
Определяется кинетикой
Образующей поверхности
Определяет интенсивность
Определяет конструкцию
Определяет минимально
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