Получение глобулярного перлита при термоциклической обработке

Структура глобулярного перлита может быть получена и при проведении обработки по такой схеме:

-нагрев до температуры аустенитизации (гомогенный твердый раствор) и выдержка;

-охлаждение металла со скоростью, равной или больше критической до температуры выше М_Н на 30-50⁰ С, изотермическая выдержка в ванне (время определяется маркой стали и размером изделия);

-перенос изделия в ванну с температурой 550-720⁰С и изотермическая выдержка до полного распада аустенита.

Для получения глобулярного перлита в углеродистой стали (типа У7-У12) достаточно произвести один такой цикл с низко- и высокотемпературным изотермическим распадом. Для хромистых сталей типа ШХ15 и 9ХС требуется сделать до 6-8 циклов. Но при этом общее время обработки составляет 30-60 минут, что значительно меньше, чем в случае перевода пластинчатого перлита в глобулярный по режиму подкритического отжига (требуется около 100 часов).

Механизм распада А при термоциклической обработке обьясняется следующими факторами:

-возникновением термических напряжений при резком переохлаждении металла из аустенитной области. Установлено, что быстрое охлаждение от 700⁰С до 300⁰ С создает в металле напряжения, примерно соответствующие холодной пластической деформации со степенью 1%;

-в результате возникновения напряжений и их релаксации создается значительное количество дефектов решетки с образованием сеток дислокаций и дислокационных стенок, что предопределяет распад аустенита с образованием глобулярного Ц (абнормальный механизм превращения). Известно, что скорость образования центров вторичной фазы на дислокациях в 10⁷⁸ раз больше скорости гомогенного выделения этих частиц;

-при таком режиме углерод из пересыщенного твердого раствора выделяется на дефектах, образуя зародыши глобулярных карбидов(абнормальный механизм распада), т.е. происходит опережение распада А по нормальному механизму превращения с образованием пластинчатого Ц.

Факторы, способствующие получению в металле структуры глобулярного перлита ( используются при производстве подката, подвергаемого затем сфероидизирующей обработке):

1. пластическая деформация, но при этом температура нагрева под деформацию должна быть пониженной с целью получения неоднородного аустенита. Если нагревать металл до температур 1100-1150С деформировать и переохлаждать, то образование перлита происходит по нормальному механизму, т.е. с пластинчатым Ц. А если металл недогревать перед прокаткой (вместо 1100⁰С нагревать до 850⁰ С –для стали У8) и деформировать со степенью 20% с последующим охлаждением даже на воздухе, то образуется глобулярный перлит;

2. предварительное измельчение зерна аустенита способствует при последующей обработке получению глобулярного перлита и уменьшению доли пластинчатого;

3. степень деформации аустенита - чем выше температура аустенитизации, тем больше должна быть степень деформации для получения глобулярного перлита. При межкритической деформации хромистых сталей (неоднородный А) возможно расширение температурного интервала аустенитизации на 50-70⁰С, но при этом получается глобулярный перлит.

4. Температура изотермического распада А должна снижаться (но не ниже М_Н).

Таким образом, одним из главных факторов получения глобулярного перлита в процессе термомеханической обработки является неоднородность аустенита, что называется в литературе еще термином “регомогенизация” аустенита.

Но такие обработки (в доэвтектоидных сталях) не позволяют обеспечить требования ТУ к сталям с глобулярным перлитом, поэтому их можно рассматривать как способы подготовки структуры к последующему сфероидизирующему отжигу.

Дата добавления: 2014-10-23