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

образования зародышей аустенита превышает скорость их роста.

В момент зарождения зерно аустенита очень мало d, ио с увеличением выдержки при данной температуре и особенно при повышении температуры оно быстро растет. В двухфазных областях, например в заэвтекто-идных сталях, в интервале температур Ас - А. рост зерна аустенита сдерживается нерастворенными карбидными (цементитными) частицами. Это объясняется тем, что карбидные частицы, располагаясь по границам зерен, препятствуют их росту. Такое же тормозящее влияние оказывают участки феррита в до-эвтектоидных сталях в интервале Aci - Acg.

Склонность к росту зерна аустенита сталей одного сос1-ава, но выплавленных в разных условиях (т. е. разных плавок), может быть неодинаковой. Поэтому различают наследственно мелкозернистые и наследственно крупнозер-;о истые стали.

В наследственно мелкозернистой стали при нагреве д1,о высоких температур (1000-1050 °С) зерно растет незначительно, однако при более высоком нагреве наступает бурный рост зерна (рис. 69).

В наследственно крупнозернистой стали, наоборот, сильный рост зерна наблюдается даже при незначительном перегреве выше Ас (рис. 69).

Стали, раскисленные только ферромарганцем (так называемая кипящая сталь) или ферромарганцем и ферросилицием, относятся к группе наследственно крупнозернистых сталей. Стали, добавочно раскисленные алюминием, относятся к группе мелкозернистых.

Благоприятное влияние алюминия многие исследователи объясняют образованием нитрида алюминия A1N, который в виде дисперсных частиц располагается по границам зерен, тормозит их рост. При высоких температурах эти частицы растворяются в пограничных зонах зерна, что вызывает его бурный рост.

Большинство легирующих элементов тормозит рост зерна аустенита. Наиболее резко замедляют рост зерна титан, цирконий, ванадий, образующие трудно растворимые в аустените карбиды (TiC, ZrC, VC), менее сильно - хром, вольфрам и молибден.

Следует отметить, что термины «наследственно крупнозернистая» и «наследственно мелкозернистая» не озпа-

чают, что данная сталь имеет всегда крупное или всегда мелкое зерно. Они указывают лишь ка то, что ири нагреве до определенных температур крупнозернистая сталь приобретает крупное зерно при более низкой температуре, чем сталь мелкозернистая.

Поэтому введено понятие о действительном зерне, т. е. зерне, полученном в стали в результате той или иной термической обработки.

Размер действительного зерна аустенита определяется температурой нагрева, продолжительгюстью выдержки при ней и склонностью данной стали к росту зерна при нагреве.

После охлаждения бывшее зерно аустенита не меняет своего размера.

Продолжительный нагрев стали при температурах, значительно превышающих Лсд, Лет, приводит к образованию крупного действительного зерна. Такой нагрев принято называть перегревом стали. В перегретой стали избыточный феррит (цементит) выделяется в виде сетки по границам зерен или в виде длинных пластин (игл), прорезающих зерна перлита (см. рис. 85), при ускоренном охлаждении - в интервале температур Лгд-Лг1 в доэвтектоидной стали или в интервале Лспг - Лг в заэвтектоидной. В последнем случае структура называется видманштеттовой.

Перегретая сталь характеризуется крупнокристаллическим изломом. Если зерно аустенита невелико, то излом имеет мелкокристаллическое волокнистое строение.

Перегрев может быть исправлен отжигом.

Влияние величины зерна на свойства стали. Свойства стали определяются размером действительного зерна. Увеличение его размеров понижает 00,2, Ов. . Il резко снижает ударную вязкость (работу распространения трещины) и повышает порог хладноломкости.

Наследственное зерно влияет в основном на технологические характеристики стали. Наследственно мелкозернистую сталь можно нагревать до более высоких температур (1000-1100 °С), не опасаясь перегрева стали.

Выявление и определение величины зерна. Зерно аустенита выявляют различными методами: цементацией, окислением, по ферритной или цементитной сетке и травлением границ зерен. По методу цементации

образец насыщают углеродом при 930 °С в течение 8 ч (рис. 69). При этом содержание углерода в аустените, находящемся в поверхностной зоне, достигает заэвтек-тоидной концентрации. Прн последующем медленном охлаждении по границам зерна аустенита выделяется вторичный цементит, образующий сплошную сетку.

Рис. 70. Зерно аустенита, Х1001 выявленное цементацией (по це-ментитной сетке); б - окислением; о по ферритиой сетке; г с применением моющих сред

ПО которой определяется величина бывшего зерна аустенита (рис. 70, а).

При использовании других методов выявления зерна в конструкционных среднеуглеродистых и инструментальных сталях температура нагрева должна быть равна температуре закалки (см. рис. 91) или на 20- 30 °С выше температуры закалки; время выдержки 3 ч.

При использовании метода окисления шлиф нагревают в защитной атмоа})ере и после окончания выдержки в печь подают воздух в течение 30-60 с. Гра-