• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Перетворення в сталі при охолодженні з аустенітного стану

Рис. 7.1 Діаграм рівноваги стану залізовуглецевих сплавів (область кристалізації сталі при охолодженні із аустенітного стану)

На діаграмі стану позначенні фази: Ф -ферит; А-аустеніт; Ц- цементит

Кристалізація сталі евтектоїдного складу

Вихідна структура сталі аустеніт (0,8%С). При охолодженні до t_s структурних змін в сталі не відбувається, аустеніт насичується і залізом і вуглецем.

При t_s А_0,8%С = 100% об'єму. При незначному переохолодження сплаву до температури, що нижчі за евтектоїдну (∆t→0), наприклад до t₅, аустеніт пересичується одночасно і залізом( 8-8 ' ') і вуглецем (8-8 '), і з нього одночасно почнуть виділяться одночасно дві фази: високо вуглецева цементит і багата залізом – ферит.

А_S → Ф_P+Ц_К ( 15 )

де: А_S – аустеніт, що містить 0,8% вуглецю;

Ф_P – ферит, вміст вуглецю в якому 0,024%;

Ц_К - цементит.

Така реакція, коли з твердого розчину в умовах близьких до рівноваги виділяться одночасно 2 фази буде називатися евтектоїдною, а механічна суміш кристалів двох фаз , що утворюється в результаті евтектоїдної реакції має назву – перліт. Причому в одному зерні аустеніт формується велика кількість колоній перліту.

Розпад аустеніту проходить наступним чином. Умовами кристалізації перліту є два основні фактори

- наявність термодинамічного стимулу, за рахунок переохолодження;

- Рис. 7.2 Схема зародження, торцевого і бокового росту

- достатня дифузійна рухливість атомів.

В евтектоїдних сталях перед розпа­дом вуглець дифундує всередині аустеніту і накопичується в певних місцях на межах зерен аустеніту з утворенням зародків цементиту. Ріст зародків цементиту йде за рахунок дифузії вуглецю з прилеглих об'ємів аустеніту; аустеніт збіднюється вуглецем і перетворюється на ферит. Таким чином, пластини цементиту і фериту розміщуються паралельно. Перліт росте з окремих центрів у вигляді колоній (рис.7. 2). Перліт росте з окремих центрів у вигляді колоній (рис. 7.2).

Зарод­ком. При збільшенні товщини цементитної пластини збіднення аустеніту вугле­цем створює умови для зародження зерен, шляхом поліморфного пере­творення, утворення феритних пластин, що межують з цемен-титною (рис.7.2, б, в). При збільшен­ні товщини феритної пластини, яка практично не містить вуглецю, він відтісняється в аустеніт, у результаті чого створюються умови для появи нових цементитних пластин (рис. 7.2, г, д). Таке багатократне змінне зародження пластин фериту і цементиту не є єдиною можливістю бокового росту евтектоїдних колоній.

Крім бокового, проходить торцевий ріст пластин фериту і цементиту (рис.7.2, г, д). Перед торцями пластин фериту і цементиту концентрація вуглецю в аустеніті відповідно підвищена і понижена, тобто існують градієнти концентра­ції перпендикулярно і паралельно фронту перетворення (при рості однієї фази градієнт концентрації тільки перпендикулярний фронту перетворення).

Ріст перлітної колонії контролюється дифузійним перерозподілом вуглецю паралельно фронту перетворення в об'ємі аустеніту і прямо по межі перлітної колонії. Кооперативний ріст двофазної колонії шляхом дифузійного перерозподілу компонентів — найбільш характерна особливість перлітного перетворення. Твердість перліту ~ 170 - 230 НВ.

Кристалізація сталі доевтектоїдного складу

Вихідна структура сплаву – аустеніт.

При охолодженні до температури, що відповідає t₅ аустеніт насичується залізом, але кристалізація не відбувається. А₅ =100% об’єм.

При незначному переохолодженні відносно зазначеної температури відбувається пересичення аустеніту залізом, тому з нього починають виділятися кристали фази збагаченої залізом – фериту. Перші зародки нової фази при рівновагій кристалізації виділяються по границям зерен, або в місцях скопищ дислокацій , де підвищена енергія Гібса в системі. Подальше охолодження до температури t₆ призводить до збільшення ступеню переохолодження, а відтак і до подальшого пересичення аустеніту залізом. результатом буде підвищення кількості феритної складової в структурі. Хімічний склад фаз змінюється згідно лініям GS (для аустеніту) і GP ( для фериту).

Такий ферит, що виділявся відокремлено в інтервалі температур , що обмежені лініями GS та РS називається надлишковим. Кількість фериту надлишкового залежить від вмісту вуглецю в доевтектоїдній сталі і зі зменшенням вуглецю зростає. В сталях, склад яких близький до евтектоїдного ферит надлишковий утворює «рвану» сітку дрібних кристалітів по межі зерен аустеніту. Зниження вмісту вуглецю призводить до виділення рівно вісних зерен, а в сталях з вмістом вуглецю меншим ніж 0,3% аустеніт залишиться частково на межах декількох зерен фериту надлишкового.

При t₆ Ф _{надл. 0,025%С} ~ 6- S; А_0,8% ~ Р-6

Подальше незначне перетворення до температури , що нижча за евтектоїдну, наприклад до t₇ (∆t →0) із аустеніту, по причині його одночасного пересичення і вуглецем (8 - 8’)і залізом (8-8’’), одночасно будуть виділятися і кристали цементиту і кристали фериту, а саме утвориться перліт. Евтектоїдна реакція іде по формулі:

А_S → Ф_P + Ц_К (16)

де: А_S – аустеніт, що містить 0,8% вуглецю;

Ф_P – ферит, вміст вуглецю в якому 0,024%;

Ц_К - цементит.

Структура сталі буде називатися феритно- перлітною. Кількістне співвідношення та хімічний склад будуть наступними.

При t₇ Ф_0,025%С ~ 7-К; Ц_6,67%С ~ Р-7:

Зміна структури доевтектоїдної сталі показана за рис. 7.4

Фотографія мікроструктури доевтектоїдної сталі рис.7.5

Рисунок 7.4 Зміна структури доевтектоїдної сталі:

а- при t_{6 ;} б- при t₇

Рис. 7.5 Фотографія мікроструктури доевтектоїдної сталі 0, 5% С, х250

Кристалізація сталі заевтектоїдного складу

Вихідна структура сталі – аустеніт.

При охолодженні до температури, що відповідає t₁ аустеніт насичується вуглецем, але кристалізація не відбувається. А₁ =100% об’єм.

При незначному переохолодженні відносно зазначеної температури відбувається пересичення аустеніту вуглецем, тому з нього починають виділятися кристали фази збагаченої вуглецем – цементиту. Перші зародки нової фази при рівновагій кристалізації виділяються по границям зерен, де підвищена енергія Гібса в системі. Подальше охолодження до температури t₂ призводить до збільшення ступеню переохолодження, а відтак і до подальшого пересичення аустеніту вуглецем. Результатом буде підвищення кількості цементитної складової в структурі. Хімічний склад фаз змінюється згідно лініям GЕ (для аустеніту) KL ( для цементиту).

Такий цементит, що виділявся відокремлено в інтервалі температур , що обмежені лініями ЕS та РSК називається надлишковим або вторинним . Кількість цементиту надлишкового залежить від вмісту вуглецю в заевтектоїдній сталі і зі збільшенням вуглецю зростає. В сталях, склад яких близький до евтектоїдного цементит надлишковий утворює тонку сітку дрібних кристалітів по межі зерен аустеніту. Збільшення вмісту вуглецю призводить до виділення збільшення кількості цементиту вторинного.

При t₂ Ц _{надл. 6,67%С} ~ 2- S; А_0,8% ~ К-2

Подальше незначне перетворення до температури , що нижча за евтектоїдну, наприклад до t₃ (∆t →0) із аустеніту, по причині його одночасного пересичення і вуглецем (8 - 8’) і залізом (8-8’’), одночасно будуть виділятися і кристали цементиту і кристали фериту, а саме в результаті евтектоїдної реакції утвориться перліт.

А_S → Ф_P + Ц_К (17)

де: А_S – аустеніт, що містить 0,8% вуглецю;

Ф_P – ферит, вміст вуглецю в якому 0,024%;

Ц_К - цементит.

Структура сталі буде називатися цементито - перлітною. Кількістне співвідношення та хімічний склад фаз будуть наступними.

При t₃ Ф_0,025%С ~ 3-К; Ц_6,67%С ~ Р-3:

Зміна структури заевтектоїдної сталі показана за рис. 7.6

Фотографія мікроструктури доевтектоїдної сталі рис.7.7

Рисунок 7.6 Зміна структури доевтектоїдної сталі:

а- при t_{6 ;} б- при t₇

Читайте також:

1. IІI розділ. Аналіз стану маркетингового середовища підприємства
2. Автоматні сталі
3. Адаптивні хвилькові перетворення : Хвилькові пакети.
4. Адміністративно-правове регулювання державної реєстрації актів цивільного стану, державної виконавчої служби, нотаріату та адвокатури.
5. Аморфний та кристалічний стан твердої речовини.
6. Аналіз і діагноз стану системи адміністративного управління організації
7. Аналіз і оцінка стану охорони праці
8. Аналіз показників складу, структури й технічного стану основних фондів.
9. Аналіз ризикованості підприємства на основі показників фінансового стану.
10. Аналіз руху грошових коштів у контексті нової фінансової звітності Важливим завданням аналізу фінансового стану підприємства є оцінка руху грошових коштів підприємства.
11. Аналіз стану військової дисципліни
12. Аналіз стану дебіторської заборгованості за термінами її виникнення

Переглядів: 1273