Превращения в стали при нагреве

Термическая обработка стали состоит в нагреве до определенной температуры, выдержке и охлаждении с определенной скоростью. В процессе выполнения этих операций в стали протекают сложные процессы, которые и определяют свойства после термической обработки.

На рисунке 3.1 показан фрагмент диаграммы состояния системы железо-цементит, где находятся углеродистые стали (стр.18). Линии на диаграмме имеют специальные обозначения. Линия А₁ (727⁰) показывает образование аустенита из перлита при нагреве, линия А₃ - конец растворения феррита в аустените, линия А_сm - конец растворения цементита в аустените.

При нагреве эвтектоидной стали при температуре А₁ перлит превращается в аустенит. Процесс превращения перлита в аустенит протекает путем зарождения в перлите многочисленных зерен аустенита и последующего их роста. Процесс заканчивается, когда зерна аустенита полностью заполняют объем исходного перлитного зерна (рис.4.1). Размер образовавшихся аустенитных зерен будет намного меньше исходного перлитного зерна. При дальнейшем повышении температуры зерна аустенита растут путем перемещения границ, а число зерен естественно уменьшается.

Размер зерен аустенита существенно влияет на размер зерен, которые получаются при охлаждении. Поэтому всегда стремятся, чтобы зерно аустенита при нагреве не успело вырасти.

Сильный рост зерна аустенита при нагреве называется перегревом стали. Перегрев можно исправить последующей термообработкой.

Если сталь нагревать еще выше, то по границам зерен происходит окисление металла и сталь теряет механическую прочность. Это явление называют пережогом.

Рисунок 4.1. – Схема образования аустенита при нагреве эвтектоидной стали.

а – исходная перлитная структурная (ниже А₁);

б – начало образования аустенита (выше А₁);

в – конец образования аустенита, так называемое начальное зерно аустенита;

г – рост зерна аустенита при нагреве (много выше А₁);

Дата добавления: 2015-07-16