25.Превращения в стали при нагреве.

Д ля рассмотрения превращений, протекающих в стали при ее нагреве, обратимся к диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов. В зависимости от содержания углерода сталь в исходном состоянии, т. е. до термической обработки, имеет следующую структуру: феррит + перлит, перлит или перлит + вторичный цементит. При нагревании стали до температур ниже 723° она не будет претерпевать превращений в своем строении, т. е. указанные выше структуры сохранятся. При температуре 723° произойдет превращение перлита в аустенит. Образование аустенита сопровождается двумя процессами - перестройкой кристаллической решетки Fea в Fey и растворением цементита в образовавшемся Fey. /Если в стали, кроме перлита, имеется феррит, то его превращение в аустенит будет происходить при дальнейшем повышении температуры вплоть до линии GS, т. е. до критической температуры Асз. Если же в стали, кроме перлита, содержится цементит, то он будет растворяться в аустените при нагреве до линии ES, т. е. до критической температуры Аст. Образовавшийся аустенит не однороден по своему составу, так как процесс диффузии углерода в аустените не завершается при переходе через критические температуры Асз и Аст. Чтобы получить однородный по составу аустенит, необходимо либо повысить температуру нагрева, либо увеличить выдержку при заданной температуре. При термической обработке сталь обычно нагревают на 30-50° выше критических температур. Образовавшийся при этих температурах аустенит состоит из мелких зерен независимо от того, каких размеров они были до начала термической обработки стали./ При дальнейшем нагреве стали наблюдается рост зерен аустенита. Этот процесс протекает неодинаково у различных сталей. У некоторых из них даже значительный нагрев выше критических температур не приводит к заметному росту зерен аустенита, у других же зерно аустенита заметно растет и при незначительном нагреве стали выше критических температур.Если эвтектоидную сталь, содержащую 0,8% углерода и имеющую структуру перлит нагреть выше А_c1 (727⁰С), то перлит превратится в аустенит с тем же содержанием углерода (0,8%).Если доэвтектоидную сталь, содержащую, например, 0,4% углерода и имеющую структуру феррит + перлит, нагреть выше А_c1, то перлит превратится в аустенит. Феррит никаких изменений не претерпевает. Аустенит содержит 0,8% углерода, а феррит - 0,02% (точка P). По мере повышения температуры в интервале А_c1-А_c3, феррит будет растворятся в аустените и как бы "разбавлять" его по углероду и в момент достижения температуры А_c3 аустенит будет содержать 0,4% углерода, то есть столько, сколько углерода в стали. Если заэвтектоидную сталь, содержащую, например, 1% углерода и имеющую структуру перлит + цементит, нагреть выше А_c1, то перлит превратится в аустенит с содержанием 0,8% углерода. Цементит никаких изменений не претерпевает и содержит 6,67% углерода. Дальнейший нагрев в интервале А_c1-А_c3 приводит к тому, что цементит будет растворятся в аустените и дополнительно насыщать аустенит углеродом. В момент достижения температуры А_cm аустенит будет содержать 1% углерода, то есть то количество углерода, которое в стали.Линия 4 - линия начала превращений А в П. Между линиями 4 и 1 одновременно сосуществуют перлит и аустенит. В области между линиями 1 и 2 – аустенит + карбиды. В области 2, 3 - карбиды растворяются в аустените, но аустенит представляет собой твердый растаор с неравномерно распределенными атомами углерода, распределенными по всему объему. Выше нилии 3 происходит гомогенизация аустенита – линия начала превращения 4 горизонтальна, потому что нагрев распроятраняется, поэтому температура превращения практически не изменяется. Скорость превращения зависит от степени перенагрева относительно точки А_С1 при перенагреве 100⁰ превращение перлита в аустенит пратикает практически мгновенно, что не позволяет фиксировать стадии, отраженные на представленной диаграмме изотермического образования аустенита.