Структурные превращения в сталях

Изучение этого раздела дает знания об основных фазовых и структурных превращениях в сталях, приводящих к получению требуемых свойств. Необходимо рассмотреть четыре основных превращения в сталях и усвоить, что усло­вия нагрева, изотермической выдержки и охлаждения определяют фазовый со­став, структурное состояние и, следовательно, свойства стали.

Процессы, происходящие при нагреве стали в аустенитную область, при­водят к росту зерна. В этом плане различаются наследственно мелкозернистые и крупнозернистые стали. При рассмотрении процессов распада переохлажден­ного аустенита следует, обратить внимание на различия, обусловленные харак­тером охлаждения (непрерывное или с изотермической выдержкой). Значение диаграмм изотермического распада аустенита и термокинстических диаграмм для конкретных сталей велико, так как они достаточно полно характеризуют структуры, образующиеся при распаде аустенита, и позволяют обоснованно на­значать определенные виды термической обработки. Для успешного использо­вания диаграмм следует внимательно разобраться в зависимости структурных и фазовых превращений от температуры изотермической выдержки и условий охлаждения, четко усвоить, что существуют диффузионное (перлитное), промежуточное (бейнитное) и сдвиговое (мартенситное) превращения.

Разберите диаграмму распада аустенита при непрерывном охлаждении в условиях изотермической выдержки. (С – образные кривые), а также структуры, получающиеся при разной скорости распада аустенита. Перлит, сорбит и троостит – это двухфазные структуры, представляющие собой ферритно–цементитную смесь различной степени дисперсности (размельченности), они имеют в этих условиях пластинчатое строение. При большой скорости охлаждения диффузия углерода не успевает произойти. происходит только аллотропическое превращение железа, поэтому из аустенита получается однофазная структура — мартенсит, который представляет собой пересыщенный твердый раствор углерода в α - железе, он имеет игольчатое строе­ние. Запомните, что чем больше скорость охлаждения аустенита, тем тверже получающиеся структуры. Нужно знать, какая температура называется мартенситной точкой. В углеродистых сталях начало мартенситного превращения происходит около 200°С. Отметьте для себя отличие мартенситного превращения от перлитного. Запомните, что в отличие от перлитного мартенситное превращение никогда не идет до конца, поэтому в стали всегда остается определенное количе­ство остаточного аустенита; на мартенситную точку скорость охлаждения не влияет, она практически зависит только от состава стали по углероду.

При нагреве мартенсита в перлитную область происходит распад перенасыщенного твердого раствора углерода в α – железе с образованием двухфазных структур перлитного класса, но другой морфологии. В этом случае троостит, сорбит и перлит имеют дисперсное мелкозернистое строение. Следует отметить, что образование зернистых структур улучшает многие свойства сталей. При одинаковой твердости, прочности и пластичности стали с зернистой перлитной структурой имеют более высокие значения предела текучести, относительного сужения и ударной вязкости.