Влияние температуры отпуска на превращение закалки мартенсита

Определение структур

а) перлит пластинчатый - грубодисперсная (т. е. крупная) феррито-цементитная смесь пластинчатой формы;

б) сорбит закалки - дисперсная (т. е. мелкая) феррито-цементитная смесь пластинчатой формы;

в) троостит закалки – весьма дисперсная (т.е. весьма мелкая) феррито-цементитная смесь пластинчатой формы.

Феррито-цементитные смеси обеспечивают относительно невысокую твёрдость, возрастающую с уменьшением межпластинчатого рассто­яния: перлит пластинчатый – НRС_Э 10, сорбит закалки – НRС_Э 30, троостит закалки – НRС_Э 40.

При скоростях охлаждения V < V_КР, например, при закалке в воде протекает бездиффузионное превращение аустенита в мартенсит, т. е. кристаллическая решетка g-Fе перестраивается в a- Fe без выделе­ния углерода из твёрдого раствора. В равновесном состоянии a- Fe растворяется всего лишь 0,006 % углерода, а в любой стали его зна­чительно больше, отсюда следует, что мартенсит – пересыщенный рас­твор углерода a- Fe. Пресыщенность решетки железа углеродом соз­даёт внутренние напряжения, что приводит к существенному упрочнению стали. Но при этом сталь становится менее вязкой.

Мартенсит закалённой стали состоит из кристаллов игольчатой фор­мы и характеризуется структурным параметром – длиной игл L.

Для повышения вязкости закалённых сталей выполняется дополни­тельная термическая операция, называемая отпуском. Это нагрев ста­ли до температур ниже линии А₁, при которых неравновесное сос­тояние - мартенсит закалки - претерпевает диффузионное превраще­ние в более устойчивое состояние.

При нагреве до 200 °С (низкий отпуск) частично снимаются внут­ренние напряжения, так как внутри твёрдого раствора незначительное количество углерода, взаимодействуя с железом, образует e - карбид (Fe_ХС, где X = 2,0 - 2,4), асодержание углерода в основном объёме мартенсита снижается.

Это приводит к повышению вязкости ста­ли, практически без разупрочнения, т. е. без снижения прочности и твёрдости. Полученную структуру называют мартенситом отпуска.

При среднем (300 – 400 °С) и высоком (500 - 600 °С) отпусках мартенсит закалки распадается на феррит и цементит. В совокупности свойства этих фаз обусловливают разупрочнение стали. Вязкость же стали существенно возрастает. Структура, полученная средним от­пуском, называется трооститом отпуска - весьма дисперсная феррито-цементитная смесь. При высоком отпуске происходит укрупнение (коа­гуляция) цементитных частиц за счёт растворения более мелких. Эта структура имеет название сорбит отпуска – дисперсная (т. е. мелкая) феррито-цементитная смесь. В обеих структурах цементит имеет фор­му, близкую к округлой (зернистую) и эти структуры характеризуются диаметром цементитных частиц D.

Дата добавления: 2014-11-25