Теоретические и технологические основы процессов, происходящих при аустенитизации и закалке с полиморфным превращением

При переходе к рассмотрению таких достаточно сложных видов ТО обработки, как закалка с полиморфным и без полиморфного превращения, целесообразно усвоить смысл, который вкладывается в основные процессы и явления, понятия, термины и определения, используемые при изложении теоретического материала.

Кинетика фазового (полиморфного) превращения – характеристика процесса увеличения объемного количества новой фазы при определенной степени переохлаждения или перегрева сплава; описывается кинетической кривой, зависящей от механизма и условий превращения.

Механизм – подразумевает те особенности превращения, которые являются общими для данного вида превращений и которые отличают его от другого вида. Возможно, что при одинаковом механизме конкретного вида превращений их кинетика может различаться, например, при перлитном (диффузионном) механизме распада аустенита его скорость может существенно отличаться при изменении состава или температуры стали.

Морфология - наука о форме и строении элементов структуры металлов и сплавов.

Режим ТО металлов и сплавов – совокупность основных характеристик процессов нагрева, выдержки и охлаждения обрабатываемого изделия, обеспечивающих получение определенных структуры и свойств в термообрабатываемом металле.

Технология ТО металлов и сплавов – совокупность знаний, приемов и способов обработки металлов, осуществление определенных операций в определенной последовательности, из которых складывается процесс ТО металлоизделий. Включает также и технический контроль производства.

Основная масса видов ТО предполагает нагрев металла изделий до температур области однородного аустенитного состояния диаграммы Fe-C (т.е. выше критических точек А_С3 и А_cm) – такая операция называется аустенитизацией.

Часть видов ТО, преимущественно для изделий из заэвтектоидных сталей, предполагает аустенитизацию в межкритической области, т.е. выше А_С1, но ниже температур Аcm (структура состоит из аустенита и нерастворившегося цементита), при межкритической аустенитизации доэвтектоидных сталей структура состоит из феррита и аустенита.

Используются в практике ТО также и режимы, при которых нагрев металла осуществляется в подкритическую область температур, т.е. ниже критической температуры точки А_С1 (в металле при этом происходят только структурные превращения).

2.1 Превращения в сплавах на основе железа при нагреве до температур ниже критической точки А_С1

В зависимости от исходного состояния металла перед нагревом, конечной температуры нагрева и выдержки при заданной температуре в нем могут протекать различные процессы. При температурах нагрева стальных деталей ниже критической точки А_С1 в обрабатываемом металле отсутствуют полиморфные (фазовые) переходы, а протекают только структурные превращения:

- возврат (для деформированного или закаленного металла или сплава); отдых (включающий возврат и полигонизацию) – для ранее деформированного или термически обработанного металла;

- увеличение подвижности дислокаций и перестройка дислокационной структуры;

- выделение из пересыщенного твердого раствора промежуточных и стабильных частиц вторичной фазы (карбидов, карбонитридов – для металла, предварительно подвергнутого ускоренному охлаждению из аустенитного состояния, при котором существует пересыщение матрицы по углероду, азоту);

- рекристаллизация феррита;

- процессы коагуляции и сфероидизации частиц вторичной фазы;

- уменьшение остаточных макронапряжений;

- усиление химического взаимодействия металла с окружающей средой.

В зависимости от структурного состояния металла перед нагревом (определяется химическими составом и режимом предшествующей обработки) структурные превращения в процессе нагрева будут в определенной степени различаться.

Дата добавления: 2014-10-23