Неровный В.М. - Теория сварочных процессов (1043833), страница 81
Текст из файла (страница 81)
Попеременное кратное возникновение пластин цементита и ~~р ита итнои колонии, кот ределеннем угле да в с4»м нту превращения и вдоль фронта между составляющими перлитной колонии. Скорость !»Оста пе!»Литных кОЯОний и межпласт стояние (ме о жду одноименными гшастинами) зав пластнночное распереохлаждення ниже 4г . Д ш ) зависит от степени О ,8,(» по признаку дисперсности же г1. Дш стали с содержанием гл у ' ерода нос ти перлнтных структур: рсности различают следующие разновидТемпература образования, оС Собственно псрлит ....
700-600 Сорбит ......................... 600--550 Троостит,..................... 550-450 Межпластиночное Тверд„ расстояние, по Бринеллю мкм НВ 0,5-1,0 170-230 0.2-0,4 230-330 0,1 330-400 620 разделение условно, так как по м~с вращения монотонно увеличивается ~с поннженна темпера ы чивается дисперснОсть тур преболее высокие значения 1шастичностн структур. аи- .Н соб . Х р ит. арактеристнкой пулитной 1шастичностн и ударной вязкости имеет окончательный ра размер бывших а размер колоний (и нтных он структуры также служит ( ерлнтных зерен).
Чем меньше ывших аустеннтных зерен и ниже темп а в а ння, тем меньше размер перл ере, ~мюи*Бю~ис~ их разперлитных з и, С Ма аются прочностные свойства стру,.;„. ртенситиве превращение хара но ля ° ' ы етых и легнрованн ктерно для среднеуглеродиных сталей при больших ско ях о Превращение происходит бездифф аустенита до темпер узнонно н пе пр реохлаждении ния атомов ж ператур, прн кото ых днфф р ффузнонные перемещеов железа практически п асино замедляются. Оно начинается и заканчивается и и постоянных для сталей чивается при данного состава температурах Т Т мни мк ие зависящих от скорости охлаждения. Превращение протекает по сдвиговому механизму, Мартенситные пластины образуются вдоль плотноупакованных октаэдрических плоскостей 1 ЦК- решетки аустенита, которые наиболее близки по атомному строению к плоскостям с максимальной упаковкой в ОЦК-решетке мартенсита.
В результате кратчайших кооперативных атомных смешений (эквивалентных сдвиговой деформации) ГЦК-решетки аустенита превращаются в объемно-центрнрованные тетрагональные решетки мартенснта. Превращение мартенскга не сопровождается выделением углерода из твердого раствора, который после превращения становится пересыщенным.
Атомы углерода, расположенные в «устените в сравнительно свободных пустотах вдоль ребер !ЦК-решетки, оказываются на гранях ОЦК-решетки. Они препятствуют сдан»олой деформации при превращении, в результате чего тетрагональная решетка мартенсита искажается. Мартенснт характеризуется сложным дислокациониым строением с высо- 11 !2 — 2 кой плотностью дислокаций (до 10 ...1О см ). Его образование обусловлено пластической деформацией исходной решетки аустеннта путем сдвига.
По внутреннему строению различают следующие типы мартеисита: пластинчатый и пакетный. Пластиичатмй мартенгил» также называют игольчатым, низкотемпературным и двойниковым. Он образуется в среднеуглеродистых легированных сталях и имеет форму тонких линзообразных пластин с двойннковымн прослойками в средней части. В начальный момент превращения, когда образуется средняя часть пластины (так называемый мидриб), пластическая деформация аустенита, обусловливающая перестройку решетки, происходит путем двойникования. Периферийные области мартенситных пластин имеют дислокационное строе- 9 1О -2 ние с плотностью дислокаций 10 ...10 см . По мере снижения температуры превращения доля двойниковых участков увеличивается.
Пластины мартенсита, образующиеся в первую очередь при Т„„, проходят через все зерно аустенита, расчленяя его на отсеки. Следующие образующие пластины располагаются под углом к ранее образовавшимся и по длине соизмеримы с размерами отсеков. В зависимости от размеров зерна аустенита пластинчатый мартенсит может быть крупноип»льчатым, мелкоигольчатым илн бесструктурным.
В последнем случае иглы мартенсита не различаются средствами оптической металлографии. Пакетный мартенсит, также называемый реечным, массивным, высокотемпературным и недвойниковым (дислокационным), имеет форму примерно одинаково ориентированных тонких пластин (реек). Онн образуют плотный более или менее равноосиый пакет. Ширина реек составляет 0,1...1 мкм, поэтому оптической металлографией выявляются только их пакеты. По этой причине пакетный мартенсит получил название массивного.
Пакетный мартенсит образуется в большинстве низкоуглеродистых легированных сталей. Он характеризуется сложным дислокационным строе- 11 !2 -2 нием с высокой плотностью дислокаций (до 10 ...10 см ). Его образование обусловлено пластическим деформированием исходной решатки аустенита путем слвига. Чем выше содержание углерода, тем выше степень тетрагональности решетки мартенсита. Твердость маргансита определяется содержанием углерода в стали и практически не зависит от содержания легирующих элементов (рис.
12.37). Мартенситное НУ превращение аустенита не бывает полным - в структуре всегда остается от 2 до 10 Ъ . (А„). 400 Тип мартенсита определяет его ме- ханические и технологические свойст- 200 ва. Например, пластинчатый мартенсит 0 0.1 г,г О.б С,% образованию холодных трещин, чем Ри 1237 Тверд мар- пак ный, Э О с там,: у вершины двойниковой пластины соззависимости от содержания углерода даются высокие плотность дислокаций и уровень микронапряжений. Бейнитное превращение„называемое также промежуточным, характерно для сварки большинства углеродистых и легированных сталей при скоростях охлаждения в диапазоне иф„з...н, 2 (см. рнс. 12.45). Оно происходит в интервале температур от 500 'С до Т„„, когда самоднффузия железа и диффузия легирующих элементов практически отсутствуют, а диффузия углерода аще достаточно существенна.
Различают верхний (Ба) н нижний (Б„) бейниты, образующиеся соответственно в верхней и нижней частях температурного интервала превращения. Бейнитное превращение сочагааг элементы перлитного и мартенситного превращений. Ему прелшествует диффузионное перераспределение углерода в аустеиите, в результате чего образуются б22 учаспоз, обедненные и обогащенные углеродом. Дифференциация —.„жанию углерода тем больше, чем выше температуп вращения.
При образовании Ба в обедненных участках вознира про кает пересыщенная углеродом ферритная фаза арт механизму (низкоуглеродистый мартенсит). В обогацкнных учасгита выделяются карбиды. Отдельные Обогащенные участках аустенита в ки не претерпевают бейнитного правращшзия, а при охлаждении превращаются в мартенснт или остаются в виде остаточного аусгенита А . Бейнит Б, имеет пернатое строение. В нем каф ые образования (в виде коротких палочек) располамелкие кафидные тельно ными пластинкагаются главным образом между сравнительно крупп ми феррита. Иногда Б„называют иеольчатым трооститом. фе итна» фаза в большей степени пересыщена угле)юдам, поэтоферритна» му карбиды выделяются главным образо угр фер сразу после ее образования, подобно огпу ку рте с ма нанта По зто и свойствам считают аналогичпричине иногда Б„по структуре ным отнуи(енному мортенситу.
Строе Ь„ое с мельние Ь вЂ” игольчатое с мельчайшими карбидными частицами, расположенными в объеме рритных пластин. ность и невысокие Верхний бейнит имеет пониженную прочность и н пластичность н ударную вязкость вследствие относительно больших размеров составляющих щих структуры и повышенного количестнита А-. Нижний бейнит, ва нераспавшегося остаточного аустени особенно образовавшийся при температура а х на 50...100 'С выше .
температуры „, „, нао Т борот, обладает благоприятным сочетанием указанных свойств. ио ннвид Часто бывает, что при непрерывном охлаждении ни один в превращения аустенита ие успевает завар шнться полностью а по мере снижения темпера-,; рагуы вилы превращений смешпот друг друга. 12 й 2 Распад твердых Растворов р ~ твердых распюров с выделением аз фаз является превраас об шепнем диффузиОИИО з ГО типа и происхОдит по махани™у Разо особенности по а~дышей; имеет определенные особенности о т выдесравнению с полиморфным превращением.
Помимо затрат лившейся объемнои св об " ободной энергии на приращение поверхностной энергии и компенсацию энергии упругих деформации, обра- зование зародышей происходит замедленно в связи с необ стью больш не ходнмостью льшпх флуктуаций концентрации распюренкого элемента. Поэтому для начала распада требуются весьма болыпне степенп переохлаждения (пересыщенкя) н длительные выдержки прн соответствующих температурах. При медленном охлаждении н относительно малой степени переохлаждения образуются близкие к равновесию стабильные 0-фазы с некагерентными границами раздела (границами, п ре д срез которые полностью изменяется кристаллическая мн, прп пешетка). ппя н ).
ппа них характерно гетерогенное зарождение на высоко- угловых границах зерен п скоплениях вакансий (кластерах). В результате возможно образование сетки выделяющейся фазы на 1 нинах зерен. " я зы на граПрк ускорении охлаждения п болыппх степенях переохлаждения вместо стабильной 6-фазы часто образуется метастабильная 0'-фаза, содержащая обычно меньше растворенного компонента, чем стабильная 6-фаза. Зарождение О'-фазы происходит гетерогеино, предпочтительно на малоугловых границах блоков внутри зерен, скоплениях вакансий н отдельных дислокациях, Ока имеет полностью или частично кагерентные границы раздела (новая фаза отделена от старой переходной зоной с искаженной кристагинческой решеткой).
Предпочтительное возникновение метастабильных фаз обусловлено более низким энергетическим барьером при их зарождении, чем прп зарождении стабильных фаз. Кроме того, для возникновения метастабильной фазы требуются меньшие флуктуации концентраций. При длительной выдержке может произойтн переход О' — э О, в результате которого будет достигнуто равновесное состояние сплава с минимальной свободной энергией. При высоких (закалочиых) скоростях охлаждения и степенях переохлаждения в некоторых сплавах типа твердых растворов замещения (алюминиевых, медных, никелевых и р.) обра особого рода метастабильные фазы, представляющие собой локальные зоны с повышенной концентрацией легнрующего элемента. Вследствие различия атомных диаметров металла-растворителя и легирующего элемента его скопление вызывает местное изменение межплоскостных расстояний и появление зон„называемьт зонами Гпнье-Престона (ГП).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
