Вопрос 1. Какие мероприятия обеспечивают получение мелкого зерна аустенита при нагреве стали?

2. Какие элементы тормозят рост зерна аустенита?

Превращение аустенита в перлит ( а→п) при охлаждении стали

Сущность этого превращения можно выразить формулой:

Feγ (C) -- Feα (С) + Fe3 C

Превращение имеет место при температуре ниже критической точки А1 .При этом происходят два процесса:

а) - перестройка решетки Feγ (г.ц.к). в Feα (о.ц.к) и образование феррита

б) - выделение углерода из аустенита и образование кристаллов цементита.

На скорость превращения с увеличением степени переохлаждения действуют два фактора в противоположных направлениях: увеличение разности свободных энергий аустенита и перлита ΔG = GА - GП ускоряет превращение, а уменьшение скорости диффузии с понижением температуры замедляет превращение. В итоге, зависимость скорости превращения от температуры выражается кривой с максимумом в области приблизительно 550 градС .

На рис 5 приведена зависимость скорости превращения аустенита от темпратуры стали ( для эвтектоидной стали)

Рис.5 Зависимость скорости превращения аустенита в перлит от температуры

В зависимости от степени переохлаждения ( температуры превращения) различаются три температурные области превращения аустенита: перлитная, промежуточная или бейнитная, мартенситная.

Вопрос: Какой фактор оказывает основное влияние на скорость превращения А→П в интервале температур: а) А1-.550 град С , б) 550 -300 град С ?

На основании кинетических кривых превращения аустенита при различных температурах ( степенях переохлаждения) строится диаграмма изотермического рапада аустенита:

Рис 6 Кинетические кривые превращения аустенита при охлаждении (а),

диаграмма изотермического распада аустенита эвтектоидной стали (б)

Кривая 1 показывает время начала распада аустенита в зависимости от температуры. Кривая 2 показывает время конца распада. Эти линии делят поле диаграммы на ряд фазовых областей: левее линии 1 – область неустойчивого аустенита. правее линии 2 - область продуктов распада аустенита. Между линиями 1 и 2 сосуществуют аустенит и продукты его распада А+Ф+Ц. Пунктирная линия между линиями 1 и 2 соответствует 50% распада аустенита. Нижняя часть диаграммы соответствует мартенситному превращению при закалке ( будет рассматриваться далее)

Превращение аустенита в перлитной области. Рассмотрим превращение аустенита в области температур 727...550 град С. В этих условия процессы диффузии достаточно интенсивны. Процесс образования перлита подчиняется законам кристаллизации и заключается в образовании центров кристаллизации Ч.Ц. и в росте их с определенной скоростью С.Р. Оба эти фактора зависят от степени переохлаждения.

Механизм процесса образования пластинчатых продуктов распада заключается в том,что от одного центра начинается образование чередующихся пластинок цементита и феррита. Эти пластинки растут как по толщине так и по длине пока не столкнутся с кристаллами перлита, растущими из другого центра ( рис 7 а,б).

Рис.7 Схема образования перлита в зерне аустенита

Образование центров будущих колоний перлита происходит в участках аустенита с наиболее дефектным строением аустенита ( обычно по границам зерен )

Вопрос: Вспомнив механизм кристаллизации металла из расплава и учитывая. что превращение А→П протекает по тому же механизму, установите. в чем различие перлита, который образовался из аустенита при 700 и при 550 град С?

Толщина пластинок Δ феррита и цементита зависит от температуры превращения ( степени переохлаждения). В зависимости от дисперсности продукты распада имеют различное название:

Δ 0.5...0,7 мкм........................................перлит

Δ 0.25 мкм .......................................сорбит

Δ 0.1 мкм........................................троостит

Вопрос: Чем объясняется рост твердости структур от перлита к трооститу ( см рис 8 )

Рис. 8 Зависимость толщины пластинок Δ и твердости HRC структур перлитного типа ( сталь с 1,2% С) от температуры изотермического превращения

Если температура нагрева при превращении П→А незначительно превышала температуру точки Ас1 и полученный аустенит не однороден по составу( в нем сохраняются включения цементита) ,то при обратном превращении А→П при малой степени переохлаждения вместо пластинчатого образуется зернистый перлит.

В до- и заэвтектоидных сталях при температуре выше 550 град С превращение аустенита начинается выделением из аустенита феррита или цементита, после чего аустенит превращается в перлит . сорбит или троостит:

Рис.9 Диаграммы изотермического распада аустенита: а) - доэвтектоидной стали ( С= 0,44% ) , б) заэвтектоидной стали ( С=1,29%)

Вопрос: какая структура образуется в стали с 0,44% С при температуре превращения 650 градС ?