Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

Диаграмма состояния Fe-FegC дает представление лишь о превращениях в условиях очень медленного нагрева. При обычных скоростях нагрева они протекают при более высоких температурах.

Превращение перлита в аустенит - кристаллизационный процесс. Этот процесс протекает в результате образования зародышей аустенита и последующего их роста.

Состав аустенита значительно отличается от состава феррита и цементита, из которых он образуется. Поэтому превращение носит диффузионный характер, так как сопровождается значительным перемещением атомов углерода.

Зародыш аустенита возникает на границе раздела кристаллов феррита и цементита.

Образовавшиеся зародыши аустенита растут благодаря интенсивной диффузии атомов углерода в аустените, что приводит к растворению цементита в аустените и у а-превращению; одновременно зарождаются новые зерна аустенита. После превращения феррита в аустенит всегда в структуре сохраняется еще некоторое количество цементита, для растворения которого требуется добавочное время или повышение температуры.

После растворения цементита (карбидов) образуется однофазная аустенитная структура. Аустенит при этом неоднороден по содержанию углерода. В участках, прилегающих к частицам цементита, а после растворения в участках, где они ранее находились, концентрация углерода в аустените выше, чем в участках, в которых был феррит. Поэтому требуется добавочное время для выравнивания путем диффузии концентрации углерода по всему объему кристаллов аустенита.

Цепейтит (FejC) першт

О б« ее iz 16 с,%

Рис, 67. Диаграмма состояния Fe-РсзС

Для описания процесса перехода феррито-цементит-ной структуры в аустенит часто применяют диаграммы изотермического образования аустенита, дающие представление о скорости превращения при разных температурах (рис. 68). Превращение П -> А начинается, вероятно, сразу после перехода через температуру

т г,1

Перлит

Лерлит

Аустенит

Рерриш feppum

Адшенит 5 О.

Рис. 68. Диаграмма превращения перлита (П) в аустенит (А) и схема изменения структуры эвтектоидной стали (0,8 % С) при разных температурах.

- начало превращения П в А; - окончание превращения в А; / -- окончание растворения карбидов (цементита) в ау-

стените; - температура окончания гомогенизации аустенита

Интервал между линиями То и т„ на рис. 68 показывает Не истинное начало и окончание превращения, а время, когда основная часть перлита переходит в аустенит.

Как видно из рис. 68, процесс превращения феррито-цементитной структуры в аустенит резко ускоряется при повышении температуры (уменьшается время пре-

ssox

вращения). Чем тоньше феррито-цементитная структура, тем больше возникает зародышей аустенита и меньше пути диффузии, а сле/ховательно, быстрее протекает процесс аустенизации. Наименьшая скорость образования аустенита соответствует цементиту с зернистой формой.

Диаграмма, приведенная на рис. 68, построена в координатах температура - время, поэтому на нее можно нанести кривые нагрева {v, v, v.

Как видно из рис. 68, при непрерывном нагреве превращение феррито-кар-бидной структуры в аустенит протекает не при постоянной температуре (рнс. 68), а в некотором интервалетемпера-тур {абвг, абгвг, аффг.).

При больших скоростях нагрева превращение сдвигается в область высоких температур. Интервал, в котором протекает превращение, тем шире, чем больше скорость нагрева (см. рис. 68). При очень медленном нагреве линии т„ и сливаются и превращение произойдет при постоянной температуре в соответствии с диаграммой состояния Fe-Fe,C.

При нагреве легированной стали превращение фер-рито-карбидной смеси в аустенит протекает более медленно, что объясняется трудностью растворения в аустените карбидов легирующих элементов (легированного цементита) и замедлением диффузионных процессов.

Рост зерна аустенита при нагреве. Зерно аустенита образуется при окончании превращения перлита в аустенит. Величина начального зерна аустенита (рис. 69) зависит от числа зародышей, возникающих в данном объеме в единицу времени, и скорости их роста. Чем дисперснее были частицы цементита в перлите, тем бoльuJe зародышей аустенита и, следовательно, мельче начальное зерно аустенита. Чем выше скорость нагрева, тем мельче зерно, так как скорость

Рис. 69. Схема роста зерна аустенита в стали, содержащей 0,8 % С, при нагреве, d, - исходное зерно бывшего аустенита; do - начальное зерно аустенита; 1 - наследственно крупнозернистая сталь; 2 - наследственно мелкозернистая сталь