6.Поняття критичної швидкості охолодження

Критична швидкість охолодження – мінімальна швидкість при котрій ввесь аустеніт перетворюється в мартенсит.

Швидкість охолодження являється дотичною до кривої початку перетворення (Vкр). Якщо реальна швидкість більше критичної швидкості (V4), то одержуємо бездифузійне мартенситне перетворення, тобто структуру загартування. Критична швидкість гартування неоднакова для різних сталей і залежить від стійкості аустеніту. Чим менша його стійкість, тим більша критична швидкість гартування. Вуглецеві сталі мають малу стійкість аусеніту і відповідно велику критичну швидкість гартування 200-800оС/с. Для легованих – 20-30оС/с.

Рис. 6.8. Діаграма процесу анізотермічного розпаду аустеніту.

7. Перлітне перетворення

Перлітне перетворення як і аустенітне являється дифузійним процесом.Перлітне перетворення переохолодженого аустеніту протікає при температурі А1 – 500’С. Суть його полягає в розпаді твердого розчину вуглецю в γ-залізі – аустеніту на ферит і цементит.

Аустеніт розпадається на дві фази, які різко відрізняються одне від одного: ферит (0,02%С) і цементит (6,67%С). В процесі пертворення проходить поліморфне γ=>α перетворення і дифузійне перерозподіл С в А. Утворюється перліт.

В результаті росту частинок Ц частинки А, які прилягають до нього, збіднюються вуглецем, знижують свою стійкість і зазнають поліморфного γ=>α перетворення. При цьому кристалики Ф утворюються на границі з Ц, який полегшує цей процес. При рості феритних пластинок з мізерним вмістом С збільшується концентрація С в А, що оточує Ф, утруднюючи γ=>α перетворення. В збагаченому вуглецем А зароджуються нові і ростуть виниклі раніше пластинки Ц. Внаслідок цих процесів знову створюються умови для виникнення нових і росту утворених пластинок Ф. В результаті відбувається масовий ріст, який утворює перлітну колонію.

Чим більша швидкість охолодження, тим тонша утворюється ферито-цементитна суміш і вища твердість.

8. Перліт, сорбіт, тростит

Перліт, сорбіт і тростит — структури з однаковою природою (ферит + цементит), що відрізняються ступенем дисперсності фериту і цементиту.

Перліт (П) – це механічна суміш (евтектоїд) фериту і цементиту (Ф + Ц), що утворюється при повному розпаді аустеніту з вмістом 0,83% С.

Сорбіт — структурна складова сталей і чавунів, суміш цементиту і фериту, що, на відміну від перліту, має тоншу будову.

Утворюється в результаті розпаду аустеніту при температурах близько 650 °C. Між пластинами відстань в сорбіті становить 0,2 мкм (в перліті 0,5-1,0 мкм). Твердість, міцність і ударна в'язкість сорбіту вища, ніж у перліту. Іноді ферито-карбідну суміш, що утворюється в результаті гартування і високого відпуску, називають сорбітом відпуску.

Твердість сорбіту, залежно від хімічного складу сталі і умов термічної обробки становить 20...45 HRC

Тростит — одна з структурних складових сталі і чавуну; є високодисперсною модифікацією перліту — евтектоїдною сумішшю фериту і цементиту. Утворюється в результаті розпаду аустеніту при температурах нижче 600 °С. Тростит, що утворюється при розпаді аустеніту в температурному інтервалі 400-500°C (тростит гартування) містить пластинчастий цементит або при відпуску при температурах 350-400 °C (тростит відпуску) містить зернистий цементит.

Міжпластиночна відстань у троститі гартування< 0,1 мкм. Твердість троститу вища, ніж перліту чи сорбіту. Під електронним мікроскопом спостерігається пластинчаста будова троститу з віялоподібним розташуванням пластинок; в оптичному мікроскопі спостерігаються темні ділянки троститу на фоні світлих полів мартенситу.