Пластинки цементита

Б. Пластинка защемлена по контуру.

Б. Пластинка защемлена по контуру. Толщина пластинки

Б. Пластинка защемлена по контуру. Толщина пластинки

Прямоугольная пластинка защемлена по контуру; нагрузка равномерно распределена по всей площади (а > Ь).

Прямоугольная пластинка защемлена по всему контуру; нагрузка Р сосредоточена в центре (а^Ь).

Прямоугольная пластинка оперта линейного рас-шарнирно по двум сторонам Ь, третья ши^ н™„*' сторона а защемлена и четвертая — свободна',, нагрузка равномерно распределена по всей площади [3].

Круглая пластинка защемлена по контуру; нагрузка

Прямоугольная пластинка шарнир- равномерно распределена по всей пло-но оперта по двум сторонам, третья щади, сторона защемлена, а четвертая — Прогиб в центре

Круглая пластинка защемлена по контуру; нагрузка равномерно распределена в центральной части по площади круга радиуса Ь. Отношение Ь

Круглая кольцевая пластинка защемлена по внутреннему контуру. По внешнему контуру равномерно распределена мо-ментная нагрузка (фиг. 6); на единицу длины приходится момент Мп.

Круглая пластинка защемлена по контуру и нагружена в центре моментом L (фиг. 7). Угол поворота центральной жесткой части

Дальнейший рост ферритных пластинок ведет к обогащению окружающего аустенита углеродом, что затрудняет дальнейшее развитие •у—»а-превращении. В обогащенном таким образом углеродом аусте-ните зарождаются новые и растут ранее возникшие пластинки цементита. В результате образования и роста частиц карбидов вновь создаются условия для возникновения новых и роста имеющихся кристалликов (плаотинок) феррита. В результате происходит колониальный (совместный) рост кристалликов феррита и цементита 2, образующих перлитную колонию (рис. 102). Размер перлитных колоний («перлитное зерно») и перлитных субколоний тем меньше, чем мельче зерно исходного аустенита и больше степень его переохлаждения.

Структура стали после медленного охлаждения состоит из двух фаз -феррита и цементита. Количество цементита возрастает в стали прямо пропорционально содержанию углерода (0,38% С - 5% Fe3C; 0,7% С - 10% Fe3C; 2% С - 30% РезС). Твердые и хрупкие пластинки цементита повышают сопротивление движению дислокаций и тем самым повышают прочность, твердость, растет электросопротивление, коэрцитивная сила; понижаются пластичность, вязкость, теплопроводность, магнитная проницаемость. Повышение содержания углерода облегчает переход стали в хладноломкое состояние, каждые 0,1% С повышают температуру порога хладноломкости в среднем на 20 °С.

Полученные результаты (рис. 19) показывают, что во время так называемого индукционного периода протекает процесс обезуглероживания стали. Можно полагать, что выходящие на поверхность металла пластинки цементита разлагаются уже в процессе хемосорбции водорода сталью, т.е. продолжительность истинного индукционного периода обезуглероживания соизмерима со временем адсорбции и хемосорбции. Процесс дальнейшего обезуглероживания должен определяться скоростью проникновения водорода в глубь металла. Интенсивное обезуглероживание будет идти до тех пор, пока концентрация углерода не уменьшится до 0,02%.

Механические свойства стали зависят не только от количества феррита и цементита, но также от формы и размеров структурных составляющих. Чем тоньше пластинки перлита и меньше частички цементита, тем выше твёрдость и крепость стали. В пластинчатом перлите твёрдость может, например, изменяться от 190 Нв (крупные пластинки) до 290 Нв и выше (тонкие пластинки цементита). В перлите с зернистой формой цементита твёрдость изменяется от 140 Нв (крупные частицы) до 190 HQ (мелкие частицы цементита).

При температурах выше 450°С пластинки цементита в зернах 'перлита углеродистой и перлитных жаропрочных сталях принимают сферическую форму или приближаются к ней. Сфероидизация перлита начинается с деления пластинок цементита на отдельные частицы, которые в дальнейшем принимают сферическую форму. Схематически процесс сфероидизации показан на рис. 6-1. В дальнейшем протекает коагуляция мелких карбидов в крупные. По границам зерен появляется большое количество глобулярных карбидов. Границы утолщаются. Карбиды основных легирующих элементов— молибдена, хрома и ванадия — более устойчивы против сфероадизации, чем цементит. Алюминий способствует сфероидизации. Наибольшее влияние на скорость сфероидизации оказывает температура.

При температурах 450—500° С, длительное время действующих на металл, пластинки цементита, входящие в состав перлита, стремятся изменить свою форму в сфероидальную (круглую) (фиг. 1-13,6), и это явление носит название сфероидизации перлита.

Последующий рост ферритных пластинок ведет к обогащению окружающего аустенита углеродом, что затрудняет дальнейшее развитие у -»¦ «-превращения. В обогащенном таким образом углеродом аустените зарождаются новые и растут ранее возникшие пластинки цементита. Вследствие этих процессов образования и роста частиц карбидов вновь создаются условия для возникнове-

Троостит образуется при скорости охлаждения 50...100°С/с. При такой скорости охлаждения возможны только первый и второй этапы вторичной кристаллизации. Пластинки цементита в троостите не превышают по толщине 1 • 10~10 м. Твердость троостита 350...450 НВ.

При достижении конца превращения из каждого зерна перлита получается много зерен аустенита. Но эти зерна пока еще имеют неоднородный химический состав. Богаче углеродом те зернышки, на месте которых раньше были пластинки цементита. Зерна, расположенные по прежним участкам феррита, содержат меньше углерода. Выравнивание химического состава происходит процессом диффузии в течение определенного времени. Аустенит с однородным химическим составом называется гомогенным. Процесс гомогенизации аустенита ускоряется с ростом температуры.

При распаде мартенсита получаются структуры: тростит, сорбит и перлит. Они отличаются от тростита, сорбита и перлита, получающихся в процессе распада аустенита, размером частиц и механическими свойствами. Форма цементитных включений, образующихся при распаде мартенсита, округлая, тогда как при распаде аустенита получаются пластинки цементита. Различная форма включений цементита обусловливает разные

а — первичные ' пластинки цементита и феррита; б г—вторичные пластинки цементита и феррита; в — колонии перлита.