Мартенситное превращение – бездиффузионное превращение, образуется структура мартенсит

Промежуточное превращение – образуется структура бейнит.

В результате бейнитного превращения образуется структура бейнит.

Перлит, сорбит, тростит являются структурами одной природы - механической смесью феррита и цементита и отличаются друг от друга лишь степенью дисперсности. С увеличением степени дисперсности пластин цементита растет твердость и прочность стали. Перлит, сорбит и тростит называют перлитными структурами.

Перлитное превращение с образованием структур перлита, сорбита и троостита носит диффузионный характер и происходит в сталях при невысоких скоростях охлаждения.

Если скорость охлаждения велика, то диффузионное перераспределение углерода невозможно и процесс превращения аустенита носит бездиффузионный характер. При этом меняется только тип решетки γ на α, а весь углерод, содержащийся в аустените, остается в решетке феррита, несмотря на то, что в феррите при комнатной температуре может содержаться только 0,006% С. В результате образуется пересыщенный твердый раствор углерода в α – железе. Такая структура называется мартенсит.

Мартенсит – пересыщенный твердый раствор углерода в α – железе.

Мартенсит имеет тетрагональную искаженную кристаллическую решетку с большим количеством атомов углерода. Соотношение параметров решетки с/а > 1.

Отношение с/а называется степенью тетрагональности мартенсита. Чем больше углерода, тем выше степень тетрагональности.

Мартенсит имеет очень высокую твердость и одновременно высокую хрупкость. Высокая твердость мартенсита обусловлена искажениями кристаллической решетки и большими внутренними напряжениями.

Мартенсит имеет игольчатое строение. Образуется мартенсит из аустенита при охлаждении в результате мартенситного превращения в интервале температур М_н и М_к.

М_н - температура начала мартенситного превращения

М_к.- температура конца мартенситного превращения

Третий тип превращения аустенита – промежуточное превращение, которое происходит при скоростях охлаждения больше, чем скорости перлитного превращения и меньше, чем скорость мартенситного превращения. Такое превращение называется бейнитным превращением.

Бейнит имеет природу перлита, так как является феррито – цементитной смесью, но высокодисперсной и имеет строение мартенсита – игольчатое.

Таким образом, аустенит при охлаждении может претерпевать три типа превращений:

1. Перлитное превращение – диффузионное превращение, образуются структуры перлит, сорбит, тростит.

Общий вид превращения аустенита при охлаждении изображается С‑образными кривыми на диаграмме изотермическогопревращения аустенита.

На рис.10.5 приведена диаграмма изотермического превращения аустенита для эвтектоидной стали (0,8 % С). Горизонтальные линии М _н и М _к показывают температуры начала и конца бездиффузионного мартенситного превращения.

Рис. 10.5 Диаграмма изотермического превращения аустенита эвтектоидной стали

На диаграмме можно выделить следующие области: 1) область устойчивого аустенита (для стали, содержащей 0,8 % С, выше А _с1); 2) область переохлажденного аустенита; 3) область начавшегося, но еще не закончившегося превращения А → П; 4) область закончившегося превращения; 5) область начавшегося, но еще не закончившегося мартенситного превращения (между М _н и М _к); 6) мартенситная область (ниже М _к).

Область, расположенная слева от кривой начала распада аустенита (область переохлажденного аустенита), определяет продолжительность инкубационного периода, характеризующую устойчивость переохлажденного аустенита. С увеличением переохлаждения его устойчивость быстро уменьшается, достигая минимума (для эвтектоидной стали около 550 °С), и далее вновь возрастает.

В зависимости от степени переохлаждения аустенита различают три температурные области превращения: перлитную (переохлаждение до 500 °С), мартенситную (переохлаждение ниже Мн - для эвтектоидной стали ниже температуры 240 °С) и промежуточного (бейнитного) превращения (переохлаждение для эвтектоидной стали в интервале от 500 до 240 °С).

Скорости охлаждения на С – образной кривой показывают, какую структуру можно получить после охлаждения. Так, при охлаждении со скоростью V₁ образуется структура мартенсита. В этом случае скорость охлаждения велика и проходит мартенситное превращение. При скоростях охлаждения V₂ и V₃ проходит диффузионное перлитное превращение и образуются структуры сорбита и тростита.

Касательная к С – образной кривой является минимальной скоростью охлаждения, при которой из аустенита образуется мартенсит. Такая скорость охлаждения называется критической скоростью закалки.

Дата добавления: 2014-01-04