Превращения в сталях при нагреве и медленном охлаждении

ТЕОРИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ

Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, изотермической выдержки и охлаждения металлических сплавов, находящихся в твердом состоянии с целью изменения их внутреннего строения и создания за счет этого необходимых механических или магнитных свойств.

Рассмотрим стальную часть диаграммы Fe – C (рис. 75.1). На диаграмме линия РСК называется линией критических температур Ас ₁, линия GS - линией критических температур Ас ₃, линия SE - линией критических температур Ас_m.

Рис. 75.1. Изменение структуры эвтектоидной стали в процессе нагрева

и медленного охлаждения: I - видманштедтова структура

Рассмотрим как изменяется структура эвтектоидной стали (С = 0,8 %) в процессе медленного нагрева и охлаждения.

При переходе в процессе нагрева через Ас ₁ происходит превращение перлита в аустенит:

(α + Fе₃С) → γ.

При этом образуются очень мелкие зерна аустенита (рис. 75.1, 75.2). При дальнейшем увеличении температуры зерна аустенита растут, вплоть до температуры начала плавления стали.

Переход через Ас ₁ при охлаждении сопровождается превращением аустенита в перлит, размер зерна при этом не изменяется (рис.75.1).

При нагреве возможны следующие виды брака:

1. Перегрев. При нагреве до t = 1000 – 1100 °C и последующем медленном охлаждении образуется крупнозернистая структура (видманштед) (рис. 75.1). Сталь с такой структурой называется перегретой, она имеет низкую ударную вязкость. Этот вид брака исправим. Исправление заключается в нагреве эвтектоидной стали выше Ас ₁ на 30 – 50 ºС с последующим медленным охлаждением. При этом образуется мелкозернистая перлитная структура с высокой ударной вязкостью.

d _нач

(α + Fe₃C)

d _исх

γ

t, ºC

диаметр зерна

Рис. 75.2. Изменение размера зерна стали при нагреве:

d _исх - размер исходного зерна; d _нач - размер начального зерна аустенита;
1 - наследственно крупнозернистая сталь, 2 - наследственно мелкозернистая сталь

2. Пережог – неисправимый брак. При нагреве стали до температуры близкой к температуре начала плавления по границам зерен происходит выделение углерода и оксидов железа.

Структурные превращения в стали, протекающие при медленном нагреве или охлаждении, имеют диффузионный характер.

Дата добавления: 2017-01-13