Термообработка с полиморфными превращениями

Термообработка стали

Критические точки в сталях

Критические точки – это температуры на диаграмме состояния, при которых происходят фазовые и микроструктурные превращения. Они имеют интернациональное обозначение.

Ас₁ – критические точки, образующие линию PSK. Их значение 727°С, которое не зависит от содержания углерода в стали.

Ас₂ – образуют линию МО (768°С), характеризуют магнитное превращение стали. Ас₃ – образуют линию GS. Значение этих точек зависит от содержания углерода в стали.

Асm – образуют линию ES. Значение этих точек зависит от содержания углерода в стали.

Таким образом, доэвтектоидные стали имеют 2 критические точки – Ас₁ и Ас₃. Эвтектоидная сталь – одну Ас₁. Заэвтектоидные стали имеют 2 критические точки – Ас₁ и Асm.

Практическое значение критических точек.

Они позволяют определить оптимальные температуры нагрева стали под термическую обработку.

Превращения в стали при нагреве на примере стали марки У8 (С=0.8%.) – перлито-аустенитное превращение.

1. При нагреве до 727°С никаких фазовых и микроструктурных превращений в стали на происходит.

2. Когда температура стали достигает 727°С происходит следующее:

2.1. Перестройка атомов кристаллической решетки железа ОЦК (Fe - a) в ГЦК (Fe - g), которая происходит мгновенно и бездиффузионным путем.

2.2. На границах пластинок Ц и Ф образуются зародыши аустенита, обедненные углеродом.

2.3. Рост зародышей аустенита, завершение П®А превращения и образование мелкозернистой структуры (начальное зерно аустенита).

Это диффузионный процесс, поэтому длительный.

3. При нагреве стали выше 727°С размеры зерен аустенита увеличиваются за счёт поглощения мелких зёрен.

Между действительным зерном А и П существует линейная зависимость, из которой следует, что чем меньше действительное зерно А, тем меньше будет зерно П, а следовательно лучше механические свойства.

Вот почему целью нагрева является получение мелкого зерна аустенита.

Опытным путём установлено, что для сохранения мелкого зерна А необходимо стали нагревать выше критических точек на (30 – 50 ⁰С)

Легированные стали по сравнению с углеродистыми требуют более высоких температур и более длительных выдержек. Причина заключается в том, что в легированных сталях диффузия атомов легированных элементов происходит значительно медленнее.