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

А-Л-

2S so 75%

у этих сталей на изотермической диаграмме имеются два минимума устойчивости переохлажденного аустенита, соответствующие перлитному (диффузионному) и бейнит-ному (промежуточному) превращениям. Оба превращения разделены областью относительной устойчивости аустенита. В стали с небольшим содержанием углерода максимальная скорость превращения (минимальная устойчивость аустенита) наблюдается в промежуточной области (рис. 80, а), а в сталях с высоким содержанием углерода - в области перлитного превращения (рис. 80, б). Промежуточное превращение в легированных сталях протекает не до конца. Часть аустенита, обогащенного углеродом, при изотермической выдержке не распадается и при дальнейшем понижении температуры или частично превращается в мартенсит, или в большей или меньшей степени не претерпевает этого превращения. Таким образом, в результате промежуточного превращения легированная сталь получает структуру, состоящую из бейнита и некоторого количества мартенсита или остаточного аустенита. Легирующие элементы увеличивают устойчивость аустенита в области перлитного и бейнит-ного превращений. Поэтому на диаграмме изотермического превращения кривые, отвечающие началу и концу распада, смещены вправо по оси времени.

Причины высокой устойчивости переохлажденного аустенита в области перлитного превращения многие

200 - .и

1 10

10 10 Ю ilf

время, с

Рис. 80. Схема диаграммы изотермического распада переох-лаждеимого аустенита легированной стали:

а - конструкционная сталь (0,10-0,45 % С): б - инструментальная сталь (0,7 -1.3 % С)

исследователи связывают с тем, что в результате распада легированного аустенита в перлитной области образуется феррит и легированный цементит или даже специальные карбиды. Для образования такой феррито-карбидной структуры в у-твердом растворе должно произойти диффузионное перераспределение не только атомов углерода, но и атомов легирующих элементов. Атомы карбидообразующих элементов переходят в состав карбидов, а элементы, не образующие карбидов, - в феррит. Замедление распада аустенита в перлитной зоне объясняется малой скоростью диф-

"200

Рис 81. Диаграмма распада переохлажденного аустенита для эвтектоидной стали с наложенными на нее кривыми охлаждения tii> Vz> ts> > ti> tig. fjj - критическая скорость закалки, ty - температура, "С, минимальной устойчивости переохлаж,ценно-го аустенита, т, - время минимальной устойчивости аустенита, с

фузии легирующих элементов в аустените и уменьшением диффузии углерода под влиянием карбидообразующих элементов.

В области температур промежуточного превращения распад аустенита может ускоряться вследствие того, что при более низких температурах исключается диффузия легирующих элементов и протекает диффузия только углерода. Поэтому при распаде аустенита образуется а-раствор и карбид цементитного типа, имеющие то же содержание легирующих элементов, что и исходный аустенит.

Превращение аустенита при непрерывном охлаждении. При непрерывном охлаждении аустенит переохлаждается ниже Аг к распад его протекает в интервале температур (рис. 81).

С увеличением скорости охлаждения возрастает степень переохлаждения аустенита относительно равновесной точки Ari (рис. 81).

Чем больше скорость охлаждения и ниже температура распада аусте-

пита, тем дисперснее образующаяся феррито - цемент итная структура, подобно тому как это наблюдалось при изотермическом распаде аустенита.

Следовательно, при небольшой скорости охлаждения Vi образуется перлит, при большей - сорбит и еще большей v. - троостит (рис. 81).

При более высоких скоростях охлаждения распад всего аустенита не успевает пройти при высоких температурах г образованием феррито-цементитной смеси, часть его переохлаждается до точки Л1„ и превращается в мартенсит (рис. 81). Структура в этом случае состоит из троостита и мартенсита (рис. 81, кривая v).

При очень большой скорости охлаждения диффузионный распад аустенита с образованием феррито-цемектитной структуры становится невозможным, вследствие чего весь аустенит переохлаждается до точки Мд и превращается в мартенсит (рис. 81, кривая v.

Минимальная скорость охлаждения (рис. 81, кривая &к). при которой весь аустенит переохлаждается до точки Мн и превращается в мартенсит, получила название критической скорости закалки.

Критическая скорость закалки неодинакова для разных сталей и зависит от устойчивости аустенита. Чем больше его устойчивость (а следовательно, чем правее расположены линии превращений на диаграмме изотермического распада аустенита), тем меньше критическая скорость закалки.

У многих высоколегированных сталей критическая скорость закалки не превышает 5-20 "С/с.

Диаграммы изотермического распада аустенита лишь качественно характеризуют превращения, протекающие при непрерывном охлаждении. Показано, что продолжительность минимальной устойчивости аустенита при непрерывном охлаждении в 1,5 раза больше, чем при изотермическом распаде. Отсюда в первом приближении критическая скорость закалки, °С/с, может быть определена по формуле

ц Al - trnn