Перлитное превращение

Включения мелкораздробленного графита придают чугуну хорошие механические свойства: он одновременно имеет повышенную твердость и износоустойчивость, обусловленную перлитной структурой металлической основы. Из такого чугуна изготавливают такие ответственные детали, как поршневые кольца двигателей внутреннего сгорания и многие другие.

Таким образом, мы можем заключить, что предельное содержание углерода в термически не упрочненной стали с феррито-перлитной структурой составляет 0,4%; при этом сталь будет «меть ств = 60 ктс/М'М2, Т50=— 20°'С и ар = 6-^7 кгсх Хм/см2*.

Борьбу с этим очень опасным видом коррозии ведут: а) применяя металлы, менее склонные к коррозионному растрескиванию (например, малоуглеродистую сталь, содержащую 0,2% С, с фер-рито-перлитной структурой); б) используя коррозионностойкое легирование (например, сталей хромом, молибденом); в) проводя отжиг деформированных металлов для снятия внутренних напряжений (например, отжиг деформированных латуней); г) создавая в поверхностном слое металла сжимающие напряжения (например, путем обдувки металла дробью или обкаткой роликом); д) тщательной (тонкой) обработкой поверхности для уменьшения на ней механических дефектов; е) проводя обработку коррозионной среды (например, питательной воды котлов высокого давления); ж) вводя в электролит замедлители коррозии; з) нанося защитные покрытия; и) применяя электрохимическую защиту (катодную или анодную поляризацию).

Антифрикционные чугуны с глобулярным графитом изготовляют двух марок: АЧВ-1 (2,8—3,5 % С; 1,8—2,7 % Si; 0,5—1,2 % Мп; <0,7 % Си) с перлитной структурой и АЧВ-2 с повышенным содержанием кремния (2,2—2,7 % Si) и ферритно-перлитной структурой (~50 % перлита).

Антифрикционные чугуны. Для менее ответственных вкладышей в машиностроении применяют высококачественный серый чугун АЧЦ-1 и АЧЦ-2, обладающий перлитной структурой и повышенным содержанием графита. Графит создает эффект самосмазывающегося подшипника трения—скольжения, впитывает смазку и существенно снижает коэффициент трения. Иногда для вкладышей применяют ковкий или высокопрочный перлитный чугун.

В пределах каждой группы материалов отмечается зависимость между коэффициентом концентрации напряжений и прочностью. Как правило, концентрация напряжений тем больше, чем выше прочность материала и чем ближе предел текучести к пределу прочности. Однако существуют отклонения от этого правила. Так, у сталей с мартенситной и троостит-ной структурой (закалка соответственно с низким и средним отпуском) концентрация напряжений меньше, чем у более мягких сталей с сорбитной и сорбитно-перлитной структурой (улучшенные и нормализованные стали).

даже квадрату частоты. Так, в сталях с перлитной структурой Na да 100 X X (D/A,)3, a в сталях с промежуточной структурой

68. Каллойда Ю. В. Повышение конструктивной прочности стали с перлитной структурой термомеханической обработкой при диффузионном распаде аустенита в изотермических условиях (ВТМДИО): Автореф. дис. ... канд. техн. наук,— Новосибирск, 1974.— 24 с.

При покрытии донной поверхности защитным плакирующим слоем необходимо учитывать дополнительные потери энергии при прохождении волны через этот слой. Ослабление донного сигнала продольной волны в аустенитном плакирующем слое толщиной //„ < 10 мм, наплавленном на основной металл с перлитной структурой, не превышает 2 дБ. При донном отражении наклонно ориен-

Травитель 21 [0,5 мл HNOa; 4 г пикриновой кислоты; 100 мл этилового спирта]. Этот многократно испытанный Травитель широко используют для исследования сталей с ферритной и перлитной структурой; им заменяют азотную кислоту. Добавка азотной кислоты (до 1%) способствует быстрому выявлению границ зерен. Геренс [22] рекомендует в качестве растворителя амиловый спирт; пи этом травитель действует медленнее, но равномернее.

Таким образом, косвенный метод определения предела выносливости позволяет быстро произвести ориентировочную оценку сопротивления металла разрушению от воздействия циклических нагружений. На основании исследований установлено, что микроструктура стали оказывает влияние на сопротивление малоцикловому разрушению. Наиболее высоким сопротивлением разрушению при циклическом разрушении обладает сталь с аустенитной структурой, менее высоким — сталь с фер-рито-перлитной структурой и наименьшим — сталь переходного класса (феррито-мартенситная), что объясняется особенностями их микроструктурных составляющих.

количество углерода в растворе (2,14%). При более низких температурах такое количество углерода не может содержаться в растворе, и при охлаждении от 1147°С углерод выделяется из аустенита в виде вторичного цементита. Концентрация углерода в аустените изменяется в соответствии с положением линии ES. Наконец, на линии PSK аустенит, независимо от того, в какой структурной форме он существует (т. е. является ли он избыточным аустенитом или аустенитом эвтектики), претерпевает перлитное превращение.

В точке 2, т. е. при 727°С, аустенит эвтектики имеет концентрацию, равную 0,8%, и при этой температуре происходит перлитное превращение.

Наконец, в доэвтектических чугунах первичные выделения аустенита изменяют свою концентрацию при охлаждении от точки 3 до точки 4 (сплав К,\) от 2,14 до 0,8% С, и в точке 4 происходит перлитное превращение. Структура такого доэвтек-тического чугуна состоит из перлита, ледебурита и вторичного цементита. Структура доэвтсктического чугуна показана на рис. 147,в.

В доэвтектоидных сталях превращение аустенита начинается с образования феррита и обогащения углеродом оставшегося -у-Раств°Ра> заэвтектоидных — с выделения цементита и обеднения углеродом аустенита. В условиях равновесия распад аустенита на феррит и цементит (т. е. перлитное превращение) наступает тогда, когда содержание углерода в аустените, оставшемся после выделения избыточных феррита или цементита, будет соответствовать точке 5 (0,8 %).

Из схемы, приведенной на рис. 192, следует, что в заэвтектоидных сталях квазиэвтектоид может содержать углерода больше, а в доэвтектоид-ных сталях — меньше чем 0,8%, и разница будет тем больше, чем ниже температура превращения. Следовательно, чем ниже температура превращения, тем меньше должно выделиться избыточного феррита (цементита), чтобы началось перлитное превращение. При температуре выступа С-кривой и ниже распад аустенита начинается без выделения избыточных фаз.

Если цементировали слабо прокаливающуюся углеродистую сталь, то яри нагреве как выше Ас3. так и ниже Ас3 последующее охлаждение не может быть настолько резким, чтобы предотвратить в такой малоуглеродистой стали перлитное превращение. Структура сердцевины цементируемой углеродистой стали независимо от режима обработки состоит из перлита и феррита, отличающихся разным размером зерна (мелкозернистая в случае двойной обработки, более крупнозернистая — при одинарной, рис. 265).

Таким образом, в сталях, легированных карбидообразующи-ми элементами (хром, молибден, вольфрам), наблюдаются два максимума скорости изотермического распада аустенита, разделенных областью относительной устойчивости переохлажденного аустенита. Изотермический распад аустенита имеет два явно выраженных интервала превращений — превращение в пластинчатые (перлитное превращение) и превращение в игольчатые (бейнитные превращения) структуры.

Увеличение содержания легирующих элементов приводит,,, как мы уже знаем, к увеличению устойчивости переохлажденного аустепита. В конструкционных сталях обычного состава содержание легирующих элементов таково, что становится возможной закалка в масле. В некоторых сталях с несколькими легирующими элементами (например, в хромовольфрамовых или хромоникельмолибденовых сталях) перлитное превращение аустенита настолько задерживается, что охлаждением деталей больших размеров на спокойном воздухе достигается переохлаждение аустенита до температур мартенситного превращения.

AI (800°С) наступает перлитное превращение, т. е. распад аус-тенита на легированный феррит и мелкие (эвтектоидные) карбиды.

4. Перлитное превращение ......................

4. Перлитное превращение