Сфероидизация и графитизация

В сталях перлитного класса применяемых в энергомашиностроении перлит может иметь пластинчатое строение, т.е. в зернах перлита пластинки цементита чередуются с пластинками феррита.

Пластинчатый перлит является нестабильной структурой. С течением длительного времени при температурах 450 – 600 ⁰С пластинки цементита стремятся принять сферическую форму (рис.3.3).

Рис.3.3. Схема образования сферической структуры цементита в перлитных сталях

При этом сначала происходит деление пластинок цементита на отдельные кусочки, которые постепенно принимают круглую форму. Скорость сфероидизации значительно возрастает с повышением температуры стали. Сталь, имеющая структуру зернистого перлита, менее прочна, чем сталь со структурой пластинчатого перлита, поэтому явление сфероидизации в сталях нежелательно.

Снизить скорость сфероидизации можно добавкой в сталь легирующих элементов (молибдена, хрома, ванадия), образующих сложные, более стойкие к сфероидизации карбиды. Термической обработкой зернистый перлит можно перевести в пластинчатый. После восстановления пластинчатой структуры перлита, восстанавливаются и механические свойства сталей.

Более опасным проявлением нестабильности цементита является процесс графитизации. Длительная выдержка стали при высокой температуре приводит к распаду цементита

Fe₃C→ 3Fe+ C.

Углерод выделяется в виде графита и собирается в виде отдельных скоплений, которые и являются концентраторами напряжений. Предупредить процесс графитизации в этом случае можно предварительно подогрев свариваемые детали и последующим отжигом. Процесс графитизации интенсифицируется повышением содержания алюминия, а углеродистые стали склонны к графитизации независимо от содержания в них Al.

Графитизацию предупреждают введением в сталь добавки 0,3-0,5% хрома. Для сталей склонных к графитизации, ограничивается рабочая температура 450 °С - для углеродистых сталей; 485 °С - для 0,5%- ных молибденовых сталей.

Дата добавления: 2013-12-13