19. Сфероидизирующий отжиг заэвтектоидных сталей (инструментальный).

Н а графике – часть 2 (и скорость 2).

Для заэвтектоидных сталей (инструментальных, углеродистых), выдержка при этой температуре и затем медленное охлаждение. Этот отжиг проводится с целью получения зернистой формы цементита. Структура заэвтектоидной стали состоит из перлита и цементита вторичного (слева). Сфероидизация цементита вторичного идёт медленно, так как его пластины имеют большую толщину, поэтому получение перлита зернистого не всегда возможно за один приём. Существует множество технологических приёмов. Температура нагрева выбирается конкретно для каждой стали. Отжиг на зернистый перлит готовит инструментальные стали к последующей обработке резанием и термической обработке.

20. Закалка сталей. Условия проведения закалки.

Закалка заключается в нагреве сталей выше температуры А_С3 для доэвтектоидных сталей и выше А_С1 (на 30-50°С) для заэвтектоиидных сталей. Выдержки при этой температуре для завершения фазовых превращений и последующем охлаждении со скоростью выше критической, в результате образуется структура – мартенсит, которая обладает относительно высокой твёрдостью и небольшой пластичностью и вязкостью.

В зависимости от температуры нагрева закалка бывает полная и неполная.

Полная закалка предполагает нагрев выше линии GSE на 30-50°С. Неполная закалка – нагрев выше линии PSK (A_C1) (на 30-50°С). Для доэвтектоидных сталей: . Для эвтектоидных сталей: (выше А_С1).

Если доэвтектоидную сталь нагреем выше А_С1, то получим: . В таком случае структура не благоприятна, так как мы получаем разнородную структуру. Поэтому такая закалка не производится.

Д ля заэвтектоидных сталей: .

Скорость охлаждения при закалке

Для получения мартенситной структуры необходимо переохладить аустенит до температуры мартенситного превращения. Скорость закалки должна быть больше V_крит. На практике для достижения такой скорости применяют различные охладители: вода, водные растворы солей, щелочей, растворы бишофита, минеральные масла. Критические скорости приводятся в справочниках.

21. Мартенсит. Изменение свойств при закалке на мартенсит.

М артенситное превращение

Н осит бездиффузионный характер. Мартенситное превращение состоит в сдвиговой перестройке решётки из γ в α, при котором атомы не обмениваются местами, а лишь смещаются на расстояния, не превышающие межатомные. Кинетика мартенсита имеет существенное отличие: мартенситное превращение происходит при непрерывном охлаждении в интервале температур М_н..М_к. При изотермической выдержке в интервале температур М_н..М_к будет происходить стабилизация аустенита, т.е. будет происходить прекращение мартенситного превращения. По возобновлению непрерывного охлаждения в интервале температур М_н..М_к мартенситное превращение не будет идти до конца, и мы не получим 100%-го мартенсита. Конечная структура будет состоять из мартенсита и остаточного аустенита. Практически количество остаточного аустенита всегда присутствует.

Механизм образования мартенсита

О бразование мартенсита происходит путём зарождения мартенситной пластины и роста этих пластин с огромной скоростью (1 км/c). Образуются в пределах аустенитного зерна и растут от границы до границы.

Растущие кристаллы мартенсита когерентно связаны с кристаллами исходного аустенита. При нарушении когерентной связи, рост кристаллов мартенсита превращается.

У мартенсита α-решётка ->

В процессе мартенситного γ-α-превращения углерод остается в твёрдом растворе, искажая кристаллическую решётку α-железа. Мартенсит имеет тетрагональную пространственную решётку, и чем больше углерода в исходном аустените (т.е. в γ-железе), тем больше степень тетрагональности мартенсита: степень тетрагональности.

Твёрдость мартенсита в зависимости от содержания углерода: (рисунок). С увеличением углерода, твёрдость повышается.