1. Діаграма ізотермічних перетворень аустеніту
З метою з'ясування процесів, що відбуваються в сталях, і вплив різних температур на аустеніт і на будову і властивості утворюються при його розпаді продуктів розглянемо діаграму його ізотермічних перетворень, тобто таких перетворень, які відбуваються при постійних температурах, що лежать нижче точки A1.
Діаграма ізотермічних перетворень аустеніту евтектоїдной стали (0,8% С) має простий вигляд (рис. 1). Діаграма представлена двома кривими (їх прийнято називати С-кривими). Вона складена в координатах час - температура ізотермічної витримки. Час відкладається в логарифмічною шкалою (для укорочення останньої, так як відлік ведеться в секундах).
Рис.1. Діаграма ізотермічних перетворень аустеніту (0.8% С).
У різних областях діаграми відбуваються різні процеси.
Наприклад: У верхній частині вище виступів С-кривих утворюється найбільш крупнопластінчатое, грубодисперсна суміш Ферит + Цементит. Всю область вище виступів прийнято називати скорочено ПСТ (Перлит - Сорбіт - тростину).
Розпад аустеніту в області температур нижче виступу відбуваються при явно недостатньою швидкості дифузійних процесів. Це в даній області є домінуючим обставиною, предопределяющим характер формування утворюються при розпаді продуктів, званих бейніта в честь американського вченого Бейна, вперше досліджував ізотермічні перетворення аустеніту, швидкість роботи механізму формування нових фаз в цих умовах повністю залежить від інтенсивності дифузії. При Мн дифузія припиняється повністю.
Таким чином, при розпаді аустеніту в нижній температурної області діаграми ізотермічних перетворень (див. Рис. 111) утворюється суміш пересичені твердого розчину вуглецю в # 945; -Fe і специфічного карбіду заліза: Ф '+ Ц', тим більше відрізняється від суміші Ф + Ц, чим нижче температура перетворення.
Інтервал температур Mн ... Mк залежить від кількості вуглецю в аустеніт стали (рис.2)
Так при вмісті вуглецю більше 0.6% точка Мн знаходиться в області негативних температур. Швидкість охолодження практично не впливає на температуру Мн і Мк.
Для сталей з З> 0.6% після охолодження до 0 ° С в структурі загартованої сталі зберігається деяка кількість непревращенного (залишкового аустеніту) Аост, кількість якого збільшується в високовуглецевих сталях з низьким значенням точок Мн і Мк,
Однією з умов А → М-перетворення є безперервне охолодження аустеніту в інтервалі від Мн до Мк. При зупинках фіксується нераспавшегося аустенит з неприємними наслідками (зниження твердості, зміна розмірів і т. Д.).
Схему перетворення А → M можна записати у вигляді
# 947; -Fe (C) -> # 945; -Fe (C).
При А-> M відбувається перебудова решітки # 947; -Fe г.ц.к. в решітку # 945; -Fe о.ц.к. по сдвиговому механізму без виділення вуглецю з решітки # 945; -заліза.
У таблиці 1 показано розподіл легуючих елементів в різних фазах конструкційної сталі після загартування.
Примітка: якщо легуючий елемент може бути присутнім в різних фазах, краща форма його змісту в стали. виділена жирним шрифтом.
0,01% С), то це призводить до спотворення форми решітки (рис. 4, а, б). Такі грати, у якій відношення c / а> 1, називається тетрагональной. А ставлення c / а - ступенем тетрагонального.
Характерно, що при перетворенні решітки А → М зміщення атомів заліза носять закономірний характер в певних напрямках по відношенню до своїх сусідів. В результаті таких переміщень атомів в одну і ту ж сторону виходить реальне зрушення. Такий механізм росту кристалів отримав; назва сдвигового механізму зростання.
У табл. 2 наведені механічні властивості стали 40 (0,4% С) після термообробки (відпустки, загартування та відпуску).
Структура і характер термообробки
Сильно розвинена блокова структура загартованої маловуглецевої стали є основною причиною її високої статичної міцності; роль вуглецю в цьому незначна. У високовуглецевої сталі упрочняющая роль вуглецю досить велика.
Встановлено, що в загартованої маловуглецевої стали при деформації дислокації деяких типів відрізняються великою рухливістю; вони сприяють деформації стали без освіти при цьому тріщин.
Наявність в структурі високовуглецевих і деяких легованих сталей великої кількості залишкового аустеніту зменшує твердість, зносостійкість і міцність сталі. Залишковий аустеніт Аост чинить негативний вплив і на деякі інші властивості (зменшується стабільність розмірів деталей, погіршується шліфуємость і т. Д.).
Легування стали, як правило, супроводжується підвищенням однорідності структури, завдяки чому підвищується справжня пластичність е і зростає опір грузлому руйнування SК. Цим же визначається підвищення опору крихкому руйнуванню Sот легованих сталей в загартованому стані.
Опір відриву Sот загартованої сталі різко знижується зі збільшенням вмісту вуглецю. Так, при С = 0.42% опір відриву Sот = 1740 МПа, а при С = 0.77% становить Sот = 630 МПа.
Список використаної літератури
4. Арзамасі Б.Н. І.І. Сидорин, Г.Ф. Косолапов і ін. Матеріалознавство: Підручник для Втузов. - 2-е видання. испр. і доп. - Москва. Машинобудування, 1986. - 384с.