Превращение остаточного

Это превращение наблюдается ниже температуры метаста-бильного равновесия аустенит—мартенсит (Го). При Г0 более устойчивой фазой является перлит, однако работа, необходимая для образования мартенсита из аустенита, меньше, чем для образования перлита; поэтому ниже То образование перлита (феррито-карбидной смеси) из аустенита может произойти только в результате превращения аустенита в мартенсит, а затем" уже мартенсита в перлит.

Поритектичсское превращение наблюдается во многих промышленных сплавах (например, в сплавах железа с углеродом, меди с цинком, меди с оловом и т. д.).

Перлит имеет пластинчатое строение, кристаллы цементита перемежаются с кристаллами феррита (рис. 78). Механические свойства перлита: НВ 180, ств = 80 Мн/м2 (100 кгс/мм2), 8 — 10%. Эвтектоидное превращение наблюдается не только в сплавах Fe—С, но и в сплавах Cd—Sn, Ti—Mn, Ti—Cr, Ti—Ni и др.

Исследования показали, что а ^ ? превращение наблюдается только в сплавах, содержащих 2% А1. Критические точки Асл и Ас8 оказались равными 745—760° С и 845—885° С. Закалка этих сплавов производилась с температуры 900° С. Остальные сплавы после отжига имели структуру феррит-f карбиды и интер-металлиды. Упрочнение этих сплавов при термической обработке . (закалка, старение) вызывается дисперсионным твердением, а возможно и упорядочением. Были исследованы их структура и механические свойства после закалки с разных температур (820—1100° С) и установлена температура закалки.. Поскольку стали предназначены для азотирования, в таблице приведены свойства после закалки и ложного азотирования.

Авторами работы [1] установлено, что соединение Си2_хТе прете," певает четыре фазовых превращения: при температурах 172, 32; (или 305 "С при х = 0,10), 360 °С и в интервале температур от 56'' (х = 0,02) до 425 °С (л: = 0,16). При температурах -275 °С и 260 ч превращение наблюдается только в интервале составов 0 < х < 0,0: и 0,12 < х < 0,20 соответственно. Результаты этой работы , общем подтверждают диаграмму, представленную в справочни ке [X].

Af в процессе деформации мартенситной 0]-фазы образуется мартенсит-ная 71-фаза, поэтому обнаруживается большое падение напряжения. При Г > Af мартенситная фаза термодинамически нестабильна, поэтому при снятии нагрузки происходит полное обратное превращение, наблюдается псевдоупругость, при которой полностью восстанавливается форма. Однако в отличие от большого гистерезиса в случае мартенситной у\ -фазы при деформации, обусловленной только мартенситной 0\ -фазой гистерезис практически не наблюдается. Характерной особенностью этих стадий является проявление псевдоупругости. Следует отметить еще одну характерную особенность, обусловленную тем, что мартенситная фаза образуется под действием напряжений. В температурной области выше точки MS наклон линий несколько различается из-за типа возникающей мартенситной фазы. Однако напряжение образования мартенситной фазы находится в прямом соотношении с температурой (соотношение Клаузиуса — Клапейрона).

Однако, во-первых, мартенситное превращение наблюдается не только в стали, но и во многих других сплавах, где роль напряжений не столь существенна, например в сплавах меди >
Изотермическое мартенситное превращение наблюдается при переходе (3-урана в а-уран в разбавленных сплавах U—Сг.

Это превращение наблюдается ниже температуры метаста-бильного равновесия аустенит—мартенсит (70). При Т0 более устойчивой фазой является перлит, однако работа, необходимая для образования мартенсита из аустенита, меньше, чем для образования перлита; поэтому ниже Т0 образование перлита (феррито-карбидной смеси) ^лп из аустенита может произойти только в результате превращения аустенита в мартенсит, а затем уже мартенсита в перлит.

Состав стали влияет и на "критическую" (по терминологии [ 120]) скорость нагрева, при которой восстановление зерна сменяется его измельчением. Это четко было показано еще в работе [ 120]. Авторы этого исследования установили, что с увеличением содержания углерода и уменьшением легированности стали "нижняя критическая" скорость нагрева уменьшается. Так, в стали 08ХГС зерно восстанавливается при нагреве со скоростью 8, а в стали 90ХГС — 1 С/мин; при скорости 8°С/ /мин зерно измельчается. К аналогичным выводам пришли и авторы работы [ 139], изучавшие а -* ^-превращение в закаленных железони-келевых сплавах (22 — 32 % Ni) методами световой и трансмиссионной электронной микроскопии. В этих опытах скорость нагрева менялась от 3 до 28000°С/с. Исследования показали, что для малоуглеродистых сплавов (0,004 % С) а -> ^-превращение при любых скоростях происходит ориентированно. Дня сплавов же с содержанием углерода 0,05; 0,3 и 0,6 % ориентированное превращение наблюдается только при высоких скоростях нагрева. Причем чем больше содержание углерода, тем при .более высокой скорости нагрева удается получить игольчатую структуру Y^asbi. Это согласуется с влиянием углерода на рекристаллизацию феррита [ 98].

Разновидностью атермического мартенситного превра щения является взрывное мартенситное превра щ е н и е, при котором некоторое количество мартенсита образуется мгновенно при температуре Мн Взрывное мартенситное превращение наблюдается в железоникелевых сплавах и сталях с мар тенситной точкой ниже комнатной темпе р а т у р ы

но снижающих мартенситную точку. В результате увеличивается количество остаточного аустенита (до 30—35%), что иллюстрируется рис. 320. Как .видим, при температурах закалки выше 1000°С температура конца мартенситного превращения находится ниже 0°С, охлаждение до отрицательных температур вызывает более полное превращение остаточного аустенита в мартенсит1.

ное или почти полное превращение остаточного аустенита в

Превращение остаточного аустенита (второе превращение при отпуске). При отпуске высокоуглеродистых и многих легированных среднеуглеродистых сталей, содержащих повышенное количество остаточного аустенита, при 200—300 °С происходит превращение остаточного аустенита с образованием обедненного по углероду мартенсита и частиц карбидов т. е. тех же фаз, что и при отпуске закаленного мартенсита при той же температуре, однако структурное состояние продуктов распада остаточного аустенита отличается от тех же, но получаемых при превращении мартенсита (рис. 121).

Понижение температуры до точки Мк (—30) ~-(—70 °С) для большинства сталей вызывает превращение остаточного аустенита в мартенсит, что повышает твердость сталей с 0,8—1,1 % С на HRC 1—3. Однако одновременно возрастают напряжения. Поэтому изделия охлаждают медленно и сразу после обработки холодом подвергают их отпуску.

После закалки следует отпуск при 550—570 °С, вызывающий превращение остаточного аустенита в мартенсит и дисперсионное твердение в результате частичного распада мартенсита и выделения дисперсных карбидов, главным образом М,,С (см. рис. 155, г). Это сопровождается увеличением твердости (вторичная твердость). В процессе выдержки при отпуске из остаточного аустеппта выделяются карбиды, что уменьшает его легированность, поэтому при последую щем охлаждении он претерпевает мартепсипюе превращение (при температурах ~150°С). В процессе однократного отпуска только часть остаточного аустенита превращается в мартенсит. Чтобы весь остаточный аустенит перешел в мартенсит и произошел отпуск вновь образовавшегося мартенсита, применяют многократный (чаще трехкратный) отпуск при 550—570 JC. Продолжительность каждого отпуска 45-60 мин. Многократный отпуск повышает прочность

При ударно-усталостном изнашивании в поверхностном слое образца происходит превращение остаточного аустенита в мартенсит (рис. 47 и табл. 8).

ностном слое штампов происходит частичное и полное превращение остаточного аустенита на глубине 25 мкм при напряжениях, превышающих предел текучести аустенита.

Превращение остаточного аустенита в мартенсит при длит, хранении и особенно во время работы подшипника при отрицат. темп-pax сопровождается значит, увеличением его линейных размеров. Это происходит в том случае, когда фактич. темп-ра закалки оказывается выше 1070°. Для ста-

Обработка холодом Охлаждение закаленной стали до температур ниже (,или несколько выше) Мк, выдержка и медленное повышение температуры до комнатной Устранение остаточного аустенита для стабилизации размеров, повышение твердости и износостойкости Превращение остаточного аустенита в мартенсит Мартенсит и карбиды

наклепу, позволяющему осуществить превращение остаточного аустенита в цементованном слое в мартенсит, увеличить сжимающие напряжения и повысить предел выносливости детали.

требуется значительная выдержка. Собственно превращение остаточного аустенита происходит при охлаждении после выдержки по мартенситному механизму (вторичное мартенситное превращение) [16]. Образующийся при охлаждении мартенсит требует повторного отпуска для снятия напряжений, образовавшихся в процессе