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

Результаты исследования при постоянной температуре характеризует кривая, показывающая количество распавшегося аустенита в зависимости от времени, прошедшего с момента начала распада. Как видно из рис. 72, а, в течение некоторого промежутка времени (Hi, Н2, Не) распад аустенита экспериментально не фиксируется. Этот период называют инкубационным.

Atip,% 700

Рис- 72. Схема построения диаграммы изотермического превращения переохла-аддеиного аустенита для стали о 0,8 % С: а - кинетические кривые; й - диаграммы изотермиче-&тто превращения аусте-мята

о 10 10 10* 1аЧ.с

По истечении этого периода аустенит начинает распадаться. В области повышенных температур распад протекает с образованием структуры феррита и цементита. Скорость распада сначала быстро увеличивается, а затем постепенно замедляется- Через некоторое время (ki, K2, Kg) распад полностью заканчивается или приостанавливается .

Построение таких кривых после охлаждения до разных температур (j, 4. 4 и т. д.) позволяет получить диаграмму изотермического превращения аустенита (рис. 72, б). Для этого нужно отрезки времени, соответствующие началу (hi, На, Нд) и концу распада аустенита (кц Кг, Kg и т. д.) для каждой из исследуемых температур (4, 4i 4). перенести на график, на котором по оси абсцисс откладывают время а по оси ординат -

Шкалу времени для удобства построения чаще выбирают логарифмической, так как время распада может колебаться в широких пределах от долей секунды до десятков минут и даже часов.

температуру, и одноименные но физическому смыслу точки соединить плавными кривыми. В диаграмме изотермического превращения аустенита (рис. 72, б) кривая / характеризует начало распада аустенита, а кривая 2 показывает время, необходимое для полного распада аустенита.

Область, лежащая левее кривой начала распада аустенита (рис. 72, б), определяет продолжительность инкубационного периода; в интервале температур и времени, определяемых этой областью, существует переохлажденный аустенит, практически не претерпевающий заметного распада. Длительность инкубационного периода характеризует устойчивость переохлажденного аустенита. С увеличением переохлаждения его устойчивость быстро уменьшается, достигая минимума, и далее вновь возрастает (рис. 72, б)

При температуре наименьшей устойчивости аустенита скорость превращения велика. В углеродистых сталях длительность инкубационного периода при этой температуре не превышает 1,0-1,5 с. Уменьшение устойчивости аустенита и роста скорости его превращения с увеличением степени переохлаждения объяс няется возрастанием разности энергии Гиббса между аустенитом и образующимися фазами. Как уже указывалось, при этом уменьшается размер критического зародыша, способного к росту, и возрастает количество объемов в исходном аустените, в которых могут возникнуть зародыши новой фазы. Повышение устойчивости аустенита и уменьшение скорости его превращения при больших степенях переохлаждения вызываются снижением скорости образования и роста новых фаз вследствие замедления процесса диффузии, в первую очередь атомов углерода.

При переохлаждении аустенита до температуры, равной или ниже мартенситной точки Мн, соответствующей температуре начала превращения переохлажденного аустенита в мартенсит (рис. 72, б), диффузионные процессы полностью подавляются и образование структуры, состоящей из феррита и цементита, становится невозможным. В этом случае протекает бездиффузионное превращение аустенита в структуру, называемую мартенситом.

В зависи.мости от степени переохлаждения аустенита-различают три температурные области или ступени

превращения! перлитную область промежуточного пре-врашения (промежуточного между перлитным и мартен-ситным превращением) и мартенситную.

Перлитное превращение. Распад переохлажденного аустенита с образованием перлита носит кристаллизационный характер и по своему механизму является диффузионным. Это следует из того, что аустенит (например, углеродистой стали), практически однородный по концентрации углерода (рис. 73), распадается

Рис. 73. Схема возиикновения и роста перлитного зерна: / - аустенит; - образование зародыша FejC на границе верна аустенита; / - образование пластин феррита; iv- vi - рост и образование новых пластин FesC и феррита; Ло - межпластиночное расстояние

С образованием феррита (почти чистое железо) и цементита, содержащего 6,67 % С, т. е. состоит из фаз, имеющих резко различную концентрацию углерода и структуру.

При этом ведущей, в первую очередь возникающей фазой, является карбид (цементит). Как правило, его зародыши образуются на границах зерен аустенита.

В результате роста частиц этого карбида прилегающий к нему объем аустенита обедняется углеродом, снижает свою устойчивость и испытывает полиморфное V -> а-превращение. При этом кристаллики феррита зарождаются на границе с цементитом, который облегчает этот процесс.

Дальнейший рост ферритных пластинок ведет к обогащению окружающего аустенита углеродом, что затрудняет дальнейшее развитие v -> а-превращения. В обогащенном таким образом углеродом аустените зарождаются новые и растут ранее возникшие пластинки цементита (карбидов). В результате процессов