Перетворення мартенситу при нагріванні

Найбільш зручно перетворення при відпуску вивчати за допомогою дилатометричного аналізу, який фіксує зміни розмірів зразків, пов'язані з внутрішніми перетвореннями. Аустеніт має якнайменший питомий об'єм, а мартенсит – найбільший.

Починаючи від 80°С до 200°С, спостерігається скорочення довжини. Це є першим перетворенням при відпуску, під час якого вуглець виділяється з мартенситу, і його тетрагональність стає близькою до одиниці. Такий мартенсит називають відпущеним. Таким чином, унаслідок першого перетворення при відпуску утворюється відпущений мартенсит, який є гетерогенною сумішшю пересиченого фериту (неоднорідної концентрації) і когерентно пов'язаних з ним частинок карбідів.

При нагріві вище 200°С проходить перетворення залишкового аустеніту в гетерогенну суміш, яка складається з пересиченого фериту і карбідів, тобто залишковий аустеніт перетворюється на відпущений мартенсит із змістом вуглецю 0,15 - 0,2 %.

Зменшення подовження при нагріві вище 300°С указує на повне виділення надмірного вуглецю з фериту і зняття внутрішніх напруг, які виникли унаслідок попередніх перетворень. Одночасно карбід відділяється від фериту і перетворюється в цементит. Таким чином, зняття внутрішніх напруг є відмітною особливістю третього перетворення при відпустці. При 400°С третє перетворення закінчується і сталь складається з фериту і цементиту.

Подальше підвищення температури до 500^оС і вище веде до сфероїдізації і коагуляції цементиту, який виділився, і тому особливістю четвертого перетворення при відпуску загартованої сталі є укрупнення частинок карбідів.

При відпуску вище 400°С утворюється суміш фериту і цементиту і тому структури, що утворюються, мають таку ж назву, як і структури, одержані при дифузійному розпаді аустеніту. Сталь, яка відпущена при 350…500°С, має структуру трооститу відпуску, а при 500…680°С – сорбіту відпуску.

Структури, що одержані внаслідок розпаду аустеніту, і структури, що утворюються при нагріванні мартенситу, відрізняються за твердістю і мають різний ступінь дисперсності цементитних частинок. У ферито-цементитної суміші, одержаної після розпаду аустеніту, цементит має пластинчасту форму, тоді як цементит, що утворився при відпуску мартенситу, має зернисту форму.

Форма, розмір і розподіл частинок цементиту у ферито-цементитній суміші впливають на механічні властивості сталей: твердість, міцність, пластичність, в'язкість. Ферит має високу пластичність і низьку твердість 80…100 НВ. Цементит має майже нульову пластичність, але дуже велику твердість (800 НВ). Пластичній деформації (при тому або іншому виді навантаження) може піддаватися тільки ферит. Цементитні частинки протидіють пластичній деформації, оскільки біля них виникають спотворення кристалічних граток, що перешкоджає руху дислокацій.

При малій кількості цементитних включень (пластична деформація розвивається відносно безперешкодно) міцність і твердість металу змінюються незначно. При утворенні великої кількості дрібних карбідів і виникаючого при цьому значного ефекту гальмування дислокацій через спотворення кристалічних граток сталь зміцнюється. При укрупненні частинок карбідів і збільшенні відстані між ними вільний пробіг і розмноження дислокацій збільшуються, що підвищує здібність металу до пластичної деформації.

Дата добавления: 2014-01-07