Видманштеттовой структуры

При некоторых условиях может образоваться видманштеттова структура, характеризующаяся выделением феррита из аустеиита не только по границам зерен, но и по кристаллографическим плоскостям отдельных кристаллитов. Видманштеттова структура в сварных соединениях но желательна, так как снижает их механические свойства. Металл шва при комнатной температуре и обычных для сварки скоростях охлаждения в области температур перекристаллизации имеет ферритно-перлитную или сорбитооб разную структуру.

вызывает рост зерна аустенита, что ухудшает свойства стали. Если исходная структура кристаллографически упорядочена (мартенсит, видманштеттова структура, бейнит), при нагреве несколько выше Ac-t размер, форма и кристаллографическая ориентировка но-

При горячей обработке давлением в металле могут появляться различные дефекты: крупнозернистость и видманштеттова* структура (в результате перегрева и пережога стали), трещины и др.

структура). Ферритные пластины выделяются вдоль плотноупа-кованных октаэдрических плоскостей решетки аустенита. Предполагают, что механизм их образования такой же, как и у мартенсита. Возможны случаи одновременного образования сетки феррита по границам зерен и видманштеттова феррита, причем по мере увеличения содержания углерода и уменьшения размера зерна доля последнего уменьшается. Образованию вид-маншттетовой структуры способствуют Мп, Сг и Мо. Выделения феррита могут приводить к уменьшению прочности, а тонкопластинчатая видманштеттова структура — к снижению пластичности.

ВИДИМОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, видимый свет,- оптическое излучение с длинами волн от 380-400 нм до 760-780 нм, непосредственно воспринимаемое человеческим глазом и различаемое им по яркости и цветовому тону. Часто В.и. наз. просто светом. ВИДМАНШТЕТТОВА СТРУКТУРА, В и д -манштеттенова структура [по имени австрийского учёного А. Видманштеттена (A. Widmann-statten; 1754-1849)],- разновидность металлографии, структуры сплавов, характеризующаяся геометрически правильным расположением элементов структуры в виде пластин или игл внутри кристаллич. зёрен, составляющих сплав.

а _ тонкие иглы а-фазы (видманштеттова структура) в fS-матрице после старения при 700 К в течение 12 ч; б — практически непрерывный зернограничный слой а-фазы в материале, закаленном в воде от 1045 К и состаренном при 755 К в течение 8 ч

Видманштеттова структура, возникающая в сильно перегретой стали, довольно резко снижает ее механические свойства. Она характеризуется не только крупнозернистостью, но и характерным расположением феррита в доэвтектоидной стали или вторичного цементита в заэвтектоидной стали по кристаллографическим плоскостям (рис. 12, см. вклгйку).

Рис. Ц Микроструктура поверхностного Рис. 12. Видманштеттова структура стали обезуглероженного слоя. X 200 (0,37% С). X 250

На этом участке иногда можно наблюдать пластинчатые выделения феррита--так называемую видман-штеттову структуру (рис. 5-3). Она образуется в малоуглеродистой стали при охлаждении от температуры, значительно превышающей температуру полного перехода в аустенит, если скорость охлаждения достигает 25—50 град!сек. Видманштеттова структура нежела-176

Рис. 5-3. Видманштеттова структура стали 20 в зоне термического влияния сварного стыка трубы экономайзера, X 300.

Микроисследование. Микроанализу подвергают сплавы для исследования: а) загрязненности металла неметаллическими включениями; б) микроплотности металла; в) общей структуры сплава (типа структурных составляющих, их величины, формы и расположения); г) различных дефектов сплава (перегрев — крупное зерно, видманштеттова структура, пережог — крупное зерно, отороченное темной сеткой окислов, интеркристаллитная коррозия, строчечность, обезуглероженность в изделиях из черных металлов; д) степени деформации металла в результате предшествующей холодной деформации в условиях изготовления или его службы (вытянутость зерен, наличие линий сдвига); е) качества и режима горячей механической обработки (наличие вытянутого зерна характеризует низкие температуры конечных стадий при прокатке или ковке); ж) термообработанного металла для суждения о соответствии его структуры требуемой; з) определения антифрикционной структуры (мягкая основа сплава с вкрапленными в нее твердыми зернами). Микроисследование сталей позволяет выявлять структуру полной (аустенит, мартенсит) и неполной закалки (троостомартенсит, троостит, троостосорбит).

На участке перегрева металл нагревался в интервале температур от 1100—1150°С до линии солидуса. Металл, нагревавшийся выше температуры Ас3, полностью переходит в состояние аустенита, при этом происходит рост зерна, размеры которого увеличиваются тем больше, чем выше температура металла. Даже непродолжительное пребывание металла при температурах свыше 1100° С приводит к значительному увеличению размера зерен. Крупнозернистая структура металла на этом участке перегрева после охлаждения может привести к образованию неблагоприятной видманштеттовой структуры. Металл, нагретый незначительно выше температур Ас3, имеет мелкозернистую структуру с высокими механическими свойствами. Этот участок называется участком нормализации (перекристаллизации). На участке неполной перекристаллизации металл нагревался до температуры между А! и Ас3. Поэтому он характеризуется почти неизменным ферри-тным зерном и некоторым измельчением и сфероидизацией перлитных участков.

Если нет необходимости изменить расположение ферритнои {•оставляющей, если исходная структура не очень крупнозернистая и не имеет характера видманштеттовой структуры, то

Образование видманштеттовой структуры в стали характеризуется сдвиговым механизмом перестройки решетки у-* а. В результате на поверхности шлифов появлялся игольчатый микрорельеф, позволяющий непосредственно изучать кинетику роста кристаллов методом высокотемпературной металлографии.

вторая фаза UC выделяется в виде густой сетки пластинчатых образований типа видманштеттовой структуры.

Термический цикл ЭШС сталей вызывает значительный перегрев околошовной зоны. В результате перегрева в околошовной зоне при сварке углеродистых сталей создаются благоприятные условия для образования видманштеттовой структуры. Металл с такой структурой имеет пониженную ударную вязкость против хрупкого разрушения при отрицательных температурах. Повысить пластические свойств околошовной зоны можно за счет термической обработки сварного соединения после сварки.

На участке перегрева металл нагревался в интервале температур от 1100 ... 1150 °С до линии солидуса. Металл, нагревавшийся выше температуры Ас3, полностью переходит в состояние аустенита, при этом происходит рост зерна, размеры которого увеличиваются тем больше, чем выше температура металла. Даже непродолжительное пребывание металла при температурах свыше 1100 °С приводит к значительному увеличению размера зерен. Крупнозернистая структура металла на этом участке перегрева после охлаждения может привести к образованию неблагоприятной видманштеттовой структуры,

На этом участке иногда можно наблюдать пластинчатые выделения феррита — так называемую видманштеттову структуру (рис. 120). Она образуется в малоуглеродистой стали при охлаждении от температуры, значительно превышающей Лс3, со скоростью 25—50 град/сек. Раньше считалось, что такая структура недопуетимый дефект, что у видманштеттовой структуры низкая

Если нет необходимости изменить расположение ферритнои составляющей, если исходная структура не очень крупнозернистая и не имеет характера видманштеттовой структуры, то

Появились работы, указывающие на то, что водород следует рассматривать как поверхностно-активную присадку в стали, влияющую на ее макро- и микроструктуру и вид излома стали в литом состоянии. При этом указывается, что при остывании жидкой стали с большим содержанием водорода момент образования кристаллов совпадает с резким падением растворимости водорода, который адсорбируется гранями растущих кристаллов (ветвями осей дендритов). Адсорбционные слои затрудняют диффузию и способствуют развитию дендритной ликвации. В углеродистой стали это приводит затем к образованию видманштеттовой структуры. Усиление 'дендритной ликвации, обусловливаемое водородом, должно было бы способствовать измельчению структуры сварных швов.

Прямое и обратное превращение обнаружено в сплавах с содержанием марганца между 5 и 10%; исходная обработка — охлаждение из у-области в а. При охлаждении до комнатной температуры образуется 100 % мартенсита, при нагреве — 100 % аустенита. Сплавы, содержащие от 10 до 15 % Мп, дают при охлаждении е-и а-мартенсит. Из аустенита бездиффузионным путем при охлаждении образуется вначале гексагональный е-мартенсит в виде пластин, который формируется путем сдвига по октаэдрическим плоскостям аустенита и имеет вид видманштеттовой структуры (рис. 1.84).

Прямое и обратное превращение обнаружено в сплавах с содержанием марганца между 5 и 10 %; исходная обработка — охлаждение из у-области в а. При охлаждении до комнатной температуры, образуется 100 % мартенсита, при нагреве — 100 % аустенита. Сплавы, содержащие от Ю до 15 % Мп, дают при охлаждении е-и а-мартенсит. Из аустенита. бездиффузионным путем при охлаждении образуется вначале гексагональный е-мартенсит в виде пластин, который формируется путем сдвига по октаэдрическим плоскостям аустенита и имеет вид видманштеттовой структуры (рис. 1.84).