Неровный В.М. Теория сварочных процессов (841334), страница 89
Текст из файла (страница 89)
кулярных направлениях. Мигрирующая граница движется обычно Выравнивание границ и рост зерен связаны со стремлен со стремлением к центру максимальной кривизны (рис. 12.31, б). Чем меньше чисс меньшей свободной и со сзремлен ' ей у зерна тем болыце их кривизна пр««зада««но аницы зерна с дисперсной частицеи сила гран пр ритяжения достигает максимума.
висит от поверхностного натяжения на поверхности раздела |раница — частица и от радиуса частицы. Если движущая сила, дейбольше действующей самодиффузией по |раницам зере и самодиффузисй в объеме зерен. В случаях малоу|ловых и специальных большеугловых гранин зерен обмен местами атомов и ,|О вакансий происходит в малоиска- | * ствующая на границу. ';ф женных приграничных зонах, но- ~ ~ а нее силы притяжения, то граница отозтому энергия активации митра- | ' естся от дисперсной частицы (вю|ючения), ции границы будет близка к ~ |' в противном случае она будет остановлена энер| ии активации объемнои | ) включением.
Условие остановки | ран|из м, вы ажается Рис. 11.33. Гхема тор- рКЗрор зерен а результате обмена мсс- решетке. По мере разориентации, следующим соотиошеш|еьь гранины зерна части- тами атомов и вакансий (круж- |раницы и увеличения степени нами второй фа|ы.
ки атомы, крестики — какал- искажения кристалличсских решс- > —, (12'47) . аяся г ' ханжу|ааяся Гранина сии) ток в приграничных зонах доля энергии активации, связанная с ~ й „, кривизны соответст- Фаз" | сталлизации обработки или первичной рекрисгаллизации. Движущей силой процесса служит накопленная при пластической деформации энергия, связанная в основном с образованием дислокаций, 11 12 — 2 имеющих высокую плотность (до !0 ...10 см ). Рекристаллизация обработки приводит к образованию новых равноосных зерен с обновленной кристаллической решеткой. При этом свободная энергия рекристаллизованного металла становится меньше, чем деформированного, вследствие уменьшения плотности дислокаций 6 Х вЂ” 2 (до 1О ...1О см ). Процесс рекристаллизации обработки представляет собой образование зародышей новых зерен и их рост.
г!меется определенная аналогия с фазовыми превращениями диффузионного типа. Накоггленная в объеме зерен энергия деформации примерно в 100 раз выше поверхностной энерп1и их границ, поэтому рекристаь лизация на первых этапах может привести к образованию мелких зерен и увеличению их числа !по сравнению с числом зерен в,том 1 омогенизация приводит к устранению М ' ю МХН, возникшей в рсзу пи ультате процесса ликвации п и при первичной кристаллизации сплав. Последняя наиболее ярко выражена в питом ь е 2 р ~ талле и сва ном ва. оследняя н и шве после завершения процесса затверд евания, однако в значительной степени сохран яется и в деформированном металле даже нок атной термической обработки. 1'омогенизация пропосле неоднократной терми 1х аз и вы авниваюисходит в резу зультате растворения избыточных фаз и р шей диффузии элементов по обьему.
Для лв хкомпонентных сплавов движу1цей р силой выравнит а~ ии, а ее скорость ваюгцей дифф ффузии является гралиент концентр 1, р пропорниональна коэффициенту Лиффу р ифф зии астворенного шемона ии зависит от состава та. В литых сплавах градиент концентр ц и азме а элементов первичной кристаллизации (ячеек, а иент конценветвей дсндритов . ов). Чем они мельче, тем вы1пе 1р д ых аз. оь1и т алии. В этом случае га . В " также мельче частицы избыточных фаз. ". р .В" га обшей скорости гомогенива фактора способствуют ускорению о " р д ..., ...,...,....
„чяз чягт„,а. об~гастн тем- Фазовыс превращения диффузионного типа происходят по механизму образования и роста новой фазы. Закономерности этого процесса аналогичны процессу кристаллизации жидкой фазы (см. разд. 12.5.1) Необходимым условием превращения диффузионного типа является определенная степень переохлаждения (или перегрева) по отношению к равновесной температуре начала фазовых преврпцений ТО, при которой удельные объемные свободные энергии фаз равны. Возникновение зародышей обеспечивается за счет выделившейся при переохлаждении (или пере1 реве) удельной объемной свободной энер~ии и флуктуационного повышения энергии в отдельных группах атомов. При превращении диффузионногзэ типа в сплавах для образования зародыша необходимо также наличие флуктуации концентрации растворенноыз элемента Это условие затрудняет образование зародышей новой фазы, особенно если ее состав сильно отличается от исходной.
Нри превращении диффузионного типа в твердом состоянии образование за- При постоянной температуре, отличающ " р ю ейся от равновесной температуры 70, процесс превращения д ффу. ифф зионного типа про- . 12.34). Началу превращения предшесттекает изотермически (рис. (Оа ), во время которого развиваются вует инкубационный период ( а,), в 100% Т1 7г Т~ Та Т4 5 6 Т 0 аг а~ азЬг 1 б то ~мн 1пг Рис.
12Зб. Термокинегическая диа1рамма анизотермнчеекого фазового превращения: Тв равновеенав температура начала фаювыл преврвнгенинк и", в"', к "' — скоро- меняется температура, тем меньшее количество новой фазы успевает образоваться прп каждой степени переохлаждения. В результате прсврагцение протекает в диапазоне непрерывно изменяющихся температур при большей степени переохлаждения или перегрева, чем изотермическое превращение.
В этом случае кинетпка фаювого превращения описывасзся термокинетической диаграммой превращения (рис. 12,36). При относительно высоких название анизотермических диаграмм распада аустенита при сварке — АРА (см. разд. !2.8.3). Превращениями диффузионного типа являются ферритное и перлитное превращения при распаде аустенита в условиях медленного охлаждения углеродистых и низколегированных сталей.
Ферритное превращение начинается при некотором переохлаждении ниже Агз. Зародыши ферритной фазы возникают на границах аустенитных зерен (иормальный механизм превращения). Этому процессу предшествует диффузионный отвод углерода во внутренние части зерна аустенита. Твердость феррита составляет 80...100 НВ.
При непрерывном охлаждении количество ферритной фазы, как правило, не достигает равновесного значения. При Т < Аг.1 происходит перлитное (или дру|ое) превращение оставшейся части аустенита. При этом образуется перлит с содержанием углерода С < 0,8 еде - так называемый квазиэвтектоид, который ем углерода сгояние 1меж, жду одноименными пластинам ) от р пя твунэт сдви<овой деформации при пр Р "" "" мн зависит от е г<. ля стали с содержани, .„„, .
--- '.- - л' "'л ходит по диффузионному механизм и нач шей в виде перлитных колоний на границах а лсдствие < лукгуации концен ацин гле утолщении окружающий ау б ( о ентитная 1или ферритная) пластина. 1! углеродом и создак<тся слов стенит о едняется (или об тся условия для возникновения п имык эзои пластине пластин фе 1 мно< ократное возникнов тин еррита (или цементита). Попе ременное новенне пластин цемснтита и фе нта и дит к образованию перлитно . ко , ~о~орал ~~~~и~~~ Расти не итной колонии, ко< о в оковом, но н торцевом нап р аправлении. Кооперативный двухфазнои колонии в торцевом нап авлен диффузионным пе направлении контролируется ым перераспределением у<ле о а в перпендикулярно ф у р да в объеме аустенита но фронту превращения и вдоль ф опта ме с<авляющил<и перлитной колонии.
Ско рость роста перлитных колоний и м не зависящих от скорости охлаждения. 11Ревращение протекает по сдвиговому механизму. Мартенситнь<е пластины образуются вдоль плотноупакованных октаэдрических плоскостей ГЦК- решетки аустенита, которые наиболее близки по атомному строению к плоскостям с максимальной упаковкой в ОЦК-решетке мартенсита. В результате кратчайших кооперативных атомных смешений (эквивалентных сдвн< овой деформации) ГЦК-решетки аустенита превращаются в объемно-центрированные тетрагональные решетки мартенсита. Г!реврашение мартенсита не сопровождается выделением углерода из твердого раствора, который после превращения становится пересыщенным. Атомы углерода, расположенные в аустеннте в сравнительно свободных пустотах вдоль ребер ГЦК-решетки, оказываются на гранях ОЦК-решетки.
Они !(акьзиныь) лгпртевспт. также называемый реечным, массивным, высокотемпературныль и недвойннковым (дислокационным), имеет форму прильерно одинаково ориентированных тонких пластин (реек). Они образуют плотный более или менее равноосный пакет. !Пирина реек составляет О,!...1 мкм, поэтому оптической мсталлоь.рафией выявляются только их пакеты. По зтой причине пакетный мартенсит получил название массивного. !!акстный мартенснт образуется в большинстве низкоуглеродистых лепьрованных сталей.
Он характеризуется сложным дислокационным строе- 11 12 нием с высокой плотностью дислокаций (до !О ...!О см ). Его образование обусловлено пластическим леформированием исходной решетки аустенита путем сдан~а. Чеьь выше содержание углерода, тем выше степень тетраьональности решетки мартснсита, 'ь"вердость мартенсиьа определяеься содержанием уьлерода в стали и практически не зависит от частки обедненные и обогащенные Уьлеродом. Дифф Р ' ' учасгки о еднен учасз ков по содержаньпо уьлерода тем больше, б ьше, чем выше температуа превращения. При разовании .
П об . ии Б в обедненных участках вознир кает пересыщенная углеродом ферр ф е итная фаза по мартенситному енсит). В обогащенных участмеханизму (низкоуглеродистыи мартен ). фиды. Отдельные обогащенные участках аустеннта выделяются кафидь. ки нс претерпевают бейнитного превращ, р ения, а п и дальнейшем вра ' тся в виде оста- охлаждении превра вращаются в мартенсит или ось.аютс точного аустенита с. йнит А . Бе ит Б имеет перистое строение.
В нем мелкие карбидные о разо рб ные образования (в виде коротких ььалочек) располагаются главным образом между сравнительно крупными пластинками феррита. ног да, н . И Б азывают и;ольчптыи трооститояь. При образовании „из-за Б - меньшей подвижности углерода фаза в большей степени пересыщена уь.леродом, поэтоферритная фаза . му,ь арбйь(дь! выделяются главным образом внутри ферр ф зование зародышей происходит замедленно в связи с необходимостью больншх флуктуаций концентрации растворенного элемента. Г!оэтому лля начала распада требуются весьма болыпие степени переохлаждения (пересыщения) и длительные выдержки при соответствующих температурах. При медлешюм охлаждении и относительно маюй степени переохлаждения образуются близкие к равновесию стабильные 0-фазы с неко ерепгиныил границами раздета (границами, при переходе через которые полностью изменяется кристаллическая решетка).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
