Перлитное превращение в стали

Мартенситное превращение в стали.

Структура и свойства мартенсита.

Бейнитное превращение в стали.

Диаграммы изотермического превращения переохлажденного аустенита. Если точки a и b кинетических кривых превращения А - П расположить по вертикали по мере снижения температуры, то получим диаграмму изотермического превращения переохлажденного аустенита.

На диаграмме показано время превращения аустенита в перлит в зависимости от степени переохлаждения, т.е. превращение переохлажденного аустенита при постоянной температуре. Поэтому такие диаграммы называют диаграммами изотермического превращения (С-образными). При высоких температурах (при малой степени переохлаждения) получается грубая смесь феррита и цементита - перлит. При перлитном превращении возможна диффузия и атомов железа и атомов углерода. При увеличении степени переохлаждения дисперсность структур возрастает. Более тонкого строения перлит получил название сорбит. При температуре, приблизительно совпадающей с С-образной кривой, дисперсность продуктов возрастает на столько, что их нельзя дифференцировать под микроскопом, но пластинчатое строение выявляется электронными средствами. Такая структура называется троостит. Образующаяся ниже изгиба С-образной кривой и до начала мартенситного превращения игольчатая структура получила название бейнита. Особенностью бейнитного превращения является то, что оно протекает в интервале температур, когда возможна только диффузия углерода. (От Т=200 до Т= 450 С). Бейнитное превращение еще называют промежуточным. Вначале аустенит обедняется из-за выделения карбида углерода и при достижении необходимого обеднения происходит мартенситная реакция. Чем выше температура изотермической выдержки, тем больше обеднение аустенита, тем менее углеродистый аустенит переходит в мартенсит, теряя типичные черты мартенсита. Минимальная скорость охлаждения, необходимая, для переохлаждения аустенита до мартенситного превращения, называется критической скоростью закалки. Точка Mn - начало, а точка Mk - конец мартенситного превращения. На положение Mn и Mk влияет содержание углерода. Рис. 41. Для сталей, у которых температура мартенситного превращения, ниже 0 С, проводят обработку холодом. При мартенситном превращении не возможна диффузия ни железа ни углерода.

Перлитное превращение:

Ведущей, в первую очередь возникающей фазой является цементит. Его пластинки начинают произрастать от границы аустенитного зерна в центр.

А_0,8®Ф_0,02+Ц_6,67

Чтобы кристалл рос, необходима диффузия атомов углерода из соседнего кристалла. Может произойти обезуглероживание приближенных к нему кристаллов (g-Fe ®a-Fe(A®Ф)). Появляется условие для роста новых кристаллов цементита.

В зависимости от температуры превращения различают грубо- средне- и мелкодифференцированный перлит (перлит, сорбит, троостит). Эти структуры, получаемые при изотермическом превращении аустенита представляют собой пластинчатые структуры, состоящие из пластинок феррита и цементита разной толщины.

Мартенситное превращение.

А_0,8®Ф_0,8(М)

Происходит путем ориентированного сдвига атомов железа в определенном направлении относительно решетки аустенита. При этом совершается переход от решетки ОЦК к ОЦТ. При росте кристалла мартенсита сохраняется сопряженность с исходной решеткой аустенита. В дальнейшем из-за раности удельных объемов мартенсита и аустенита, в пешетке возникают упругие напряжения, создаются пластические деформации, нарушается сопряженность решеток, рост мартенситного кристалла прекращается.

Увеличение кол-ва мартенсита происходит за счет образования новых кристаллов, а не за счет роста ранее возникших. Мартенситное превращение, как правило, идет не до конца, поэтому в стали сохраняется некоторое количество аустенита (остаточный аустенит). Температура МК и МN, а сл-но и кол-во остаточного аустенита зависит от содержания углерода в стали и содержания легирующих элементов.

В зав. От хим. Состава стали, различают мартенсит реечный (в малоуглеродистых сталях): его строение - тонкие паралельные пластинки; и игольчатый (в средне и высокоуглеродистых) - в виде иголок.

Высокая твердость и прочность мартенсита (а также малая пластичность) объясняется большим кол-вом в его крист. решетке дислокаций, блокированных атомами углерода. Его хрупкость объясняется большими напряжениями, возникающих из-за большой разности удельных объемов мартенсита и аустенита. В процессе закалки могут возникать трещины.