Превращения мартенсита при нагреве (при отпуске)

Влияние легирующих элементов на распад аустенита

Легирующие элементы влияют на диффузионные процессы и на полиморфное g®a превращение:

· в присутствии легирующих элементов снижается диффузионная подвижность углерода,

· диффузионная подвижность самих легирующих элементов мала,

· легирующие элементы замедляют g®a превращение.

Таким образом, легирующие элементы, находящиеся в твердом растворе, увеличивают устойчивость аустенита к распаду, т.е. сдвигают С-кривую вправо. Кроме того, легирующие элементы понижают точки начала и конца мартенситного превращения, увеличивая количество остаточного аустенита.

Структура мартенсита – неравновесная, поэтому нагрев приводит к её распаду с образованием более устойчивых структур (отпуску мартенсита). Основные превращения при отпуске:

1. Превращение мартенсита (t=100…350°C) сопровождается обеднением твердого раствора углеродом и выделением дисперсных ε-карбидов (~Fe2C):

М →Мобедн+ε–карбиды.

2. Распад остаточного аустенита (t=200…300°C) происходит по бейнитному механизму с образованием тех же фаз:.

Аост→Мобедн+ε–карбиды.

Получаемую при температурах до 350°C структуру называют мартенситом отпуска. Она состоит из обеднённого углеродом мартенсита и дисперсных ε-карбидов, когерентно связанных с кристаллической решеткой твердого раствора. М_ОТП сохраняет высокую твердость, но имеет повышенную пластичность по сравнению с мартенситом закалки.

3. Карбидное превращение (t=350…400°C). Завершается диффузионное выделение углерода из α-твёрдого раствора, одновременно ε-карбиды превращаются в цементит:

М_обедФ

ε–карбид(Fe2C)→Fe3C.

Эта высокодисперсная феррито-цементитная смесь называется трооститом отпуска. Образование Т_отп сопровождается некоторым снижением прочности и твердости при повышении пластичности и вязкости.

4. Коагуляция и сфероидизация карбидов (t>500°C). Фазовый состав структуры сохраняется, но частицы цементита укрупняются и приобретают сферическую форму. Такую структуру называют сорбитом отпуска, он имеет зернистое строение. С_ОТП обладает высокой пластичностью, вязкостью, сопротивлением хрупкому разрушению. Твердость и прочность С_ОТП снижается из-за укрупнения карбидных частиц.

Глава 7. ПРАКТИКА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ

Термообработка стали состоит в нагреве до определённой температуры, выдержке и охлаждении. Основные параметры термообработки:

температура нагрева выбирается на основе протекающих фазовых превращений в твердом состоянии,

скорость охлаждения (охлаждающая среда) выбирается в зависимости от необходимости получения той или иной структуры.

Время выдержки при температуре нагрева должно обеспечить прогрев детали по объёму и завершение фазовых превращений.

Виды термообработки:

отжиг,

нормализация,

закалка

отпуск.

Отжиг, нормализация и закалка основаны на распаде аустенита при охлаждении. Отпуск основан на превращении мартенсита при нагреве.

Дата добавления: 2014-01-11