Характерный вид диаграммы изотермического превращения переохлажденного аустентиа. Обозначение областей и линий диаграммы

На рис.11.2 приведена «С» – образная диаграмма эвтектоидной инструментальной стали У8.

Нагреем стальУ8 до температуры t₁ > 727°C (см. рис.11.1б и 11.2) и будем выдерживать её при t₁ бесконечно долго. В соответствии с диаграммой «Fe-C» структура стали У8 при этом будет состоять из зёрен аустенита. Ту же ситуацию на «С» – образной диаграмме возможно воспроизвести с помощью луча, проведенного из t₁ параллельно временной оси, на котором структура стали У8 будет состоять из аустенита бесконечно долго, как и при температуре

t₁ на диаграмме «Fe–C». Очевидно, что во всей области «С» – образной диаграммы, расположенной выше температуры Ас1 (727°С), сталь У8 состоит из зёрен аустенита (см. рис.11.2), который, как и на диаграмме состояния, является устойчивым (во времени).

Во втором эксперименте образец из стали У8 после его нагрева до t₁ мгновенно охлаждают до температуры t₂ (t₂ < Ас1) и выдерживают при этой температуре, т.е. предпринимают изотермическую выдержку при этой температуре. Благодаря мгновенному охлаждению в интервале температур Ас1 –t₂ аустенит не успевает превратиться в перлит, как это происходит при медленном охлаждении в соответствии с диаграммой «Fe-C». Поскольку, в этом случае образец находится при температуре ниже температуры Ас1 равновесного и одновременного сосуществования зёрен аустенита и перлита, то аустенит переходит в неустойчивое, неравновесное термодинамическое состояние, характеризуемое степенью переохлаждения Δt₁= Ас1-t₂ (см. рис.11.2).

Поэтому превращение аустенита в перлит при t₂ начинает развиваться по истечению времени t₁ и заканчивается после изотермической выдержки за время t₂ (см. рис.11.2). Временные отрезки t₁ и t₂, которые фиксируют в ходе эксперимента, обозначают как «время начала» и«время конца» изотермического превращения аустенита соответственно. Степень переохлаждения Δt – это разность между минимальной температурой равновесного состояния сплава (Ас1) и той температурой (например, t₂), до которой сплав удаётся переохладить, не изменяя при этом его структуры. Степень переохлаждения Δt тем больше, чем выше скорость охлаждения сплава.

Описанный эксперимент повторяют, мгновенно охлаждая образцы из стали У8 от температуры t₁ до различных температур ниже температуры Ас1, т.е. с разными степенями переохлаждения Δt. При этом фиксируют соответствующие временные промежутки начала и конца изотермического превращения аустенита.

Полученные точки, координаты которых (t и t) известны, соединяют линиями «С» – образной диаграммы Н и К, которые носят названия «линия начала» и «линия конца» изотермического превращения аустенита (см. рис.11.2).

Естественно, что область «С» – образной диаграммы, заключённая между её ординатой и линией начала изотермического превращения аустенита (Н), в которой временно сохраняются его зёрна, обозначают как «область существования неустойчивого (переохлаждённого) аустенита» (см. рис.11.2).

Для практики термической обработки изделий необходимо определять влияние на структуру и свойства стали не степени переохлаждения Δt, а скорости охлаждения этого изделия.

Установлено, что структура и свойства стали примерно одинаковы при любой температуре линии конца изотермического превращения аустенита после мгновенного переохлаждения и последующей изотермической выдержки, или же после непрерывного охлаждения по одному из наклонных лучей, проведенных из точки О диаграммы (см. рис.11.1а). Например, в точке b диаграммы структура стали будет состоять из зёрен перлита как после непрерывного охлаждения по лучу 01, так и в результате мгновенного переохлаждения до температуры t₂ и последующей изотермической выдержки продолжительностью t₂.

По этой причине «С» – образная диаграмма, построенная в лаборатории по результатам изотермических выдержек и поэтому обозначаемая как «изотермическая», широко применяется в практике термической обработки стальных изделий, непрерывно охлаждаемых с различной скоростью.

Дата добавления: 2014-11-25