Превращение связано с диффузией углерода, сопровождается полиморфным превращением Feγ -> Feα, выделением углерода из аустенита в виде цементита, разрастанием образовавшегося цементита. Формула превращения:
Feγ (C) -> Feα (C) + Fe3C
Превращения в стали. Мартенситное превращение. Мартенсит. Мартенсит структура. Критическая скорость закалки.
Превращения в стали. Превращение мартенсита в перлит. Мартенсит отпуска. Троостит отпуска. Сорбит отпуска.
В зависимости от степени переохлаждения различают три области превращения. Вначале, с увеличением переохлаждения скорость превращения возрастает, а затем убывает. При температуре 727 oС и ниже 200o С скорость равна нулю. При температуре 200o С равна нулю скорость диффузии углерода.
Превращения в стали. Промежуточное превращение. Бейнит.
Превращения в стали. Изотермическая диаграмма превращения сталей. Превращение перлита в аустетит. Перегрев. Пережог.
Образцы нагревают до температуры, при которой структура состоит из однородного аустенита (7700 С). Затем переносят в термостаты с заданной температурой (интервал 25 – 500 С). Превращение аустенита можно легко обнаружить с помощью наблюдений за изменением магнитных характеристик, так как аустенит парамагнитен, а феррит и цементит обладают магнитными свойствами.
Получают серию кинетических кривых (рисунок 1, позиция а), которые показывают количество образовавшегося перлита в зависимости от времени, прошедшего с начала превращения.
Рисунок 1 — Кинетические кривые превращения аустенита при охлаждении и диаграмма изотермического превращения аустенита
а — кинетические кривые превращения аустенита при охлаждении; б — диаграмма изотермического превращения аустенита
В начале наблюдается инкубационный подготовительный период, время, в течение которого сохраняется переохлажденный аустенит. Превращение протекает с различной скоростью и достигает максимума при образовании 50 % продуктов распада. Затем скорость начинает уменьшаться и постепенно затухает. С увеличением степени переохлаждения устойчивость аустенита уменьшается, а затем увеличивается.
Горизонтальная линия Мн показывает температуру начала бездиффузного мартенситного превращения. Такие диаграммы называются диаграммами изотермического превращения аустенита (рисунок 1, позиция б).
При малых степенях переохлаждения, в области температур 727…550o С, сущность превращения заключается в том, что в результате превращения аустенита образуется механическая смесь феррита и цементита, состав которой отличается от состава исходного аустенита. Аустенит содержит 0,8 % углерода, а образующиеся фазы: феррит –0,02 %, цементит – 6,67 % углерола.
Время устойчивости аустенита и скорость его превращения зависят от степени переохлаждения.
Максимальная скорость превращения соответствует переохлаждению ниже температуры A1 на 150…200o С, то есть соответствует минимальной устойчивости аустенита.
Рисунок 2 — Механизм превращения аустенита в перлит
При образовании перлита из аустенита ведущей фазой является цементит. Зарождение центров кристаллизации цементита облегчено на границе аустенитных зерен. Образовавшаяся пластинка цементита растет, удлиняется и обедняет соседние области углеродом. Рядом с ней образуются пластинки феррита. Эти пластинки растут как по толщине, так и по длине. Рост образовавшихся колоний перлита продолжается до столкновения с кристаллами перлита, растущими из других центров.
Компоненты железоуглеродистых сплавов. Фазы железоуглеродистых сплавов.
Свойства и строение продуктов превращения аустенита зависят от температуры, при которой происходит процесс его распада.
Толщина соседних пластинок феррита и цементита определяет дисперсность структуры и обозначается Δо. Она зависит от температуры превращения. В зависимости от дисперсности продукты распада имеют различное название.
а) Δо ≈ (0,5 .. 0,7)10-3 мм – перлит.
Образуется при переохлаждении до температуры Т = 650…700 oС, или при скорости охлаждения Vохл = 30…60 oС/ч. Твердость составляет 180…250 НВ.
б) Δо = 0,25 · 10-3 мм – сорбит.
Образуется при переохлаждении до температуры Т = 600…650 oС, или при скорости охлаждения Vохл = 60 oС/с. Твердость составляет 250…350 НВ. Структура характеризуется высоким пределом упругости, достаточной вязкостью и прочностью.
в) Δо = 0,1 · 10-3 мм – троостит.
Образуется при переохлаждении до температуры Т = 550…600 oС, или при скорости охлаждения Vохл = 150 oС/с. Твердость составляет 350…450 НВ. Структура характеризуется высоким пределом упругости, малой вязкостью и пластичностью.
Твердость металлов. Твердость по Шору. Твердость по Бринеллю. Твердость по Виккерсу. Твердость по Роквеллу.
Твердость ферритно-цементитной смеси прямопропорциональна площади поверхности раздела между ферритом и цементитом.
