Превращения связанные

При достижении сплавом точки 3 состав аустенита примет эвтектоидную концентрацию и при постоянной температуре будет происходить превращение аустенита в перлит (горизонтальный участок 3 — 3' на кривой охлаждения). После окончания превращения структура стали бу-дет состоять из феррита и перли-та. Она показана на рис. 143.

Увеличение содержания углерода и легирующего элемента характеризуется не только сдвигом вправо С-кривой, но и снижением мар-тенситной точки. У стали аустенитного класса мартенситная точка лежит ниже 0°. При охлаждении стали аустенитного класса до 0° превращение не происходит: аустенитная структура сохраняется при комнат- ь ной температуре (фиг. § 87, в). Однако и в ста- ли аустенитного клас- о. са мартенситное пре- с вращение может быть Ji вызвано охлаждением ниже 0° и ниже, температур мартенситного превращения.

превращения структура основной массы структура ческой обработки

Структура сплавов с перитектическим превращением, состав которых лежит в интервале de, после окончания процесса кристаллизации состоит из перитектики, образованной хорошо развитыми кристаллами твердых растворов а и (3. Кристаллизация сплавов, состав которых соответствует линии cd, начинается с выделения кристаллов р-твердого раствора. После перитектического превращения в этих сплавах из избыточной жидкой фазы кристаллизуется а-твердый раствор, и после

При достижении сплавом точки 3 состав аустенита примет эвтектоидную концентрацию и при постоянной температуре будет происходить превращение аустенита в перлит (горизонтальный участок 3—3' на кривой охлаждения). После окончания ^превращения структура стали будет состоять из феррита и перлита. "Она показана на рис. 143.

Выполненные данным методом исследования показали, что морфология образования аустенита при нагреве предварительно закаленной стали сильно зависит от скорости нагрева. При медленном нагреве (v н = 1 — 2°С/мин) аустенит образуется равномерно по всему образцу (светлые участки на рис. 27)*. При таких условиях нагрева к моменту начала а -^7-превращения структура представляет собой сорбит отпуска с равномерно распределенной карбидной фазой (рис. 28, а). В этом случае участки 7-фазы возникают преимущественно на поверхности раздела феррит-ной (Ф) и карбидной (К) фаз (рис. 28, б). Аустенит образуется не в виде равномерной каймы вокруг карбидных частиц, а лишь в отдельных местах поверхности раздела. При удлинении выдержки карбидные частицы растворяются, и в структуре регистрируются только а- и у-фазы (рис. 28, в, г). Образование и рост аустенита происходят ориентированно, о чем свидетельствует определенная направленность кристаллов 7"Фазы-Ориентированное расположение участков аустенита сохраняется во всем межкритическом интервале температур. Высокотемпературные рентеновс-кие съемки показали, что при таких условиях нагрева концентрация углерода в 7-фазе соответствует определяемой из диаграммы равновесия, что согласуется с данными других исследований, выполненных при аналогичных скоростях нагрева.

обработки можно повышать одновременно характеристики прочности и пластичности, а следовательно, управлять склонностью стали к хладноломкости. Рассмотрим эти возможности на примере стали НСтЗсп (0,20% С), подвергнутой различным режимам термической обработки [306], которые определили механические свойства этой стали (табл. 16). Можно видеть, что все режимы обработки улучшили механические свойства стали по сравнению с горячекатанным и нормализованным состояниями. Однако они по-разному повлияли на динамическую структуру, количественной характеристикой которой является фрактальная размерность структуры зоны предразрушения. В то же время режим 6 оказался наиболее неблагоприятным, так как сместил критическую температуру хрупкости в область положительных температур, о чем свидетельствуют значения D = 1,51 при комнатной температуре. Такое влияние связано с неблагоприятной исходной структурой, которая при обработке по режиму 6 характеризовалась смесью ос-фазы (пересыщенной углеродом) и мартенсита. Однако образовавшаяся в результате изотермического превращения структура, состоящая из пересыщенной углеродом ос-фазы, но в сочетании с небольшим количеством псевдоэвтектоида (режим 3) обеспечивает при комнатной температуре пластические свойства стали (у = Ун = 0,67) и вязкий тип разрушения, но при этом существенно снижается предел текучести (с 1118 до 532 МПа). Из рассмотренных режимов наиболее благоприятное влияние на динамическую структуру оказал режим 5, обеспечивший D = 2,57.

При непрерывном охлаждении стали распад аустенита в отли-чне от изотермических условий распада приводит к образованяю смеси структур: в начале превращения образуется структура, соответствующая температурной области пересечения прямой «п с кривой — геометрическим местом точек, определяющим начало распада, а в конце превращения — структура, соответствующая температурной области пересечения той же прямой f д с кривой •— геометрическим местом точек, соответствующим ковцу распада аустенита.

этих компонентов обозначается как перлит (имеет при непрерывном охлаждении обычно пластинчатую структуру). После эвте-ктоидного превращения структура сплава состоит из ct-твердого раствора (состава Р) и перлита. При охлаждении до комнатной температуры а-твердый раствор обедняется углеродом (по линии PQ) с выделением цементита (рис. 1.66).

этих компонентов обозначается как перлит (имеет при непрерывном охлаждении обычно пластинчатую структуру). После звте-ктоидного превращения структура сплава состоит из а-твердого раствора (состава Р) н перлита. При охлаждении до комнат-гюй температуры а-твердый раствор обедняется углеродом (по линии ГО) с выделением цементита (рнс. 1.66).

Выполненные данным методом исследования показали, что морфология образования аустенита при нагреве предварительно закаленной стали сильно зависит от скорости нагрева. При медленном нагреве (у н = 1 -2°С/мин) аустенит образуется равномерно по всему образцу (светлые участки на рис. 27)*. При таких условиях нагрева к моменту начала а -> 7-превращения структура представляет собой сорбит отпуска с равномерно распределенной карбидной фазой (рис. 28, а). В этом случае участки 7-фазы возникают преимущественно на поверхности раздела феррит-ной (Ф) и карбидной (К) фаз (рис. 28, б). Аустенит образуется не в виде равномерной каймы вокруг карбидных частиц, а лишь в отдельных местах поверхности раздела. При удлинении выдержки карбидные частицы растворяются, и в структуре регистрируются только а- и 7-фазы (рис. 28, в, г). Образование и рост аустенита происходят ориентированно, о чем свидетельствует определенная направленность кристаллов 7-Фазы-Ориентированное расположение участков аустенита сохраняется во всем межкритическом интервале темпера- ч^й "**•*"• тур. Высокотемпературные рентеновс- " кие съемки показали, что при таких условиях нагрева концентрация углерода в 7-фазе соответствует определяемой из диаграммы равновесия, что согласуется с данными других исследований, выполненных при аналогичных скоростях нагрева.

В приведенных выше диаграммах (см. рис. 98, 105) рассматривали первичные превращения, связанные с процессом кристаллизации жидкого сплава.

Не следует думать, что ниже 80°С вовсе не происходит распада мартенсита. При этих температурах протекают те же превращения, связанные с выделением карбида, но весьма медленно. Так, в мартенсите закаленной стали с 1,35% С за 40 мес. выдержки при 20°С содержание углерода уменьшилось до 1,02%. Изучение превращений при низкой температуре (ниже 150°С), проведенное Г. В. Курдюмовым и др., показало, что малая скорость диффузии углерода при этих температурах накладывает своеобразный отпечаток на этот процесс.

Рассмотрим на примере сплава / (рис.. 66) превращения, связанные с распадом твердого раствора вследствие уменьшения растворимости компонента В в компоненте А с понижением температуры.

К старению металлов и сплавов следует относить все процессы изменения во времени их свойств, связанные с превращениями металлов и сплавов в твердом состоянии. К основным видам превращений в твердом состоянии относятся: аллотропическое превращение, мартенситное превращение и распад мартенситных твердых растворов, упорядочение и разупрочнение твердых растворов, образование твердого раствора из эвтектоидной смеси.

Эти процессы можно разделить на две группы: превращения, связанные только с изменением кристаллической структуры, протекающие без изменения химического состава образующихся при превращении фаз; превращения, сопровождающиеся образованием фаз с измененным химическим составом.

сплава давали при температуре, лежащей выше температуры перекристаллизации, при которой идут структурные превращения, связанные с движением атомов в кристаллической решетке. Когда охлажденный кусок металла сплющивали, прежнее положение атомов в мельчайших элементарных кристалликах не менялось. Внутри сплава как бы получалось «запоминающее устройство» на атомном уровне. Если вы нагреете кусок проволоки из сплава нитинол до температуры выше, чем температура перекристаллизации, согнете эту проволоку в спираль или совьете в клубок, а затем охладите и распрямите, то при повторном нагреве до температуры перекристаллизации распрямленный кусок проволоки вновь совьется в спираль или клубок: атомы займут в кристаллической решетке свои «законные места» и придадут проволоке ее первоначальную форму. Сплав как бы обладает громадным запасом упругости.

Термодинамика в начале своего развития рассматривалась только как наука о взаимных превращениях теплоты и работы2. По мере дальнейшего развития термодинамики она постепенно охватывала и другие энергетические превращения, связанные с электрическими, магнитными, химическими, а также квантовыми явлениями. Соответственно расширялись и понятия работы L и внутренней энергии U. Таким образом, сфера действия первого закона термодинамики охватила по существу все области энергетических превращений и стала соответствовать по своему содержанию закону сохранения энергии.

Таким образом, из (1-12) и (1-12') видно, что переход из областей однородных состояний в область двухфазную сопровождается увеличением изохорной теплоемкости. Объясняется это явление тем, что изменению температуры двухфазного вещества сопутствуют агрегатные превращения, связанные с дополнительным поглощением (или выделением) тепла.

Для оценки свариваемости аустенитных сталей в отдельных случаях необходимо учитывать существенное влияние, оказываемое процессом сварки на структуру околошовной зоны основного металла. Вследствие отсутствия закалочных превращений в аустенитных сталях при воздействии на них сварочного цикла околошовная зона имеет менее сложное строение, чем зона при сварке перлитных и хромистых сталей. В участке, непосредственно примыкающем к зоне сплавления, может проявляться ряд процессов, связанных с нагревом до температур выше 1000° — рост зерна, рекристаллизация, если металл до сварки был наклепан; фазовые превращения, связанные с переходом второй фазы в твердый раствор: изменение структуры и свойств

Разберем на примере сплава / (см. рис. 40, б) превращения связанные с распадом твердого раствора, вследствие уменьшения растворимости компонента В в компоненте А с понижением темпе ратуры.

Первоначальные исследования системы Co—Mg были противоречивы [X]. Более поздние исследования [1,2] показали их ошибочность. Представленная на рис. 17 диаграмма состояния приведена по наиболее полным данным, опубликованным в работе [2]. В системе образуется одно соединение MgCo2, относящееся к фазам Лавеса. Образование соединения происходит при охлаждении расплава по перитекти-ческой реакции при температуре 970 "С. Со стороны Со в системе предполагаются превращения, связанные с полиморфным превращением (еСо) ** (аСо) при температуре 422 °С и переходом от состояния ферромагнетизма к парамагнитному состоянию при температуре 1121 °С.