Закономірності перетворення.

 

Зразки нагрівають до температури, при якій структура складається з однорідного аустеніту (770⁰ С). Потім переносять у термостати із заданою температурою (інтервал 25 – 50⁰ С). Перетворення аустеніту можна легко виявити за допомогою спостережень за зміною магнітних характеристик, тому що аустеніт парамагнитен, а ферит і цементит мають магнітні властивості.

Одержують серію кінетичних кривих, які показують кількість перліту, що утворився, залежно від часу, що пройшов з початку перетворення.

Кінетичні криві перетворення аустеніту при охолодженні (а); діаграма ізотермічного перетворення аустеніту (б)

 

На початку спостерігається інкубаційний підготовчий період, час, протягом якого зберігається переохолоджений аустеніт. Перетворення протікає з різною швидкістю й досягає максимуму при утворенні 50 % продуктів розпаду. Потім швидкість починає зменшуватися й поступово загасає. Зі збільшенням ступеня переохолодження стійкість аустеніту зменшується, а потім збільшується.

Горизонтальна лінія М_н показує температуру початку бездифузійного мартенситного перетворення. Такі діаграми називаються діаграмами ізотермічного перетворення аустеніту (мал).

При малих ступенях переохолодження, в області температур 727…550^oЗ, сутність перетворення полягає в тім, що в результаті перетворення аустеніту утвориться механічна суміш фериту й цементиту, сполука якої відрізняється від сполуки вихідного аустеніту. Аустеніт містить 0,8 % вуглецю, а фази, що утворяться: ферит -0,02 %, цементит - 6,67 % вуглецю.

Час стійкості аустеніту й швидкість його перетворення залежать від ступеня переохолодження.

Максимальна швидкість перетворення відповідає переохолодженню нижче температури на 150…200^oЗ, тобто відповідає мінімальній стійкості аустеніту.

Механізм перетворення представлений на мал.

Механізм перетворення аустеніту в перліт

 

При утворенні перліту з аустеніту провідною фазою є цементит. Зародження центрів кристалізації цементиту полегшено на границі аустенітних зерен. пластинка, Що Утворилася, цементиту росте, подовжується й збіднює сусідні області вуглецем. Поруч із нею утворяться пластинки фериту. Ці пластинки ростуть як по товщині, так і по довжині. Ріст колоній, що утворилися, перліту триває до зіткнення із кристалами перліту, що ростуть із інших центрів.

Властивості й будова продуктів перетворення аустеніту залежать від температури, при якій відбувається процес його розпаду.

Товщина сусідніх пластинок фериту й цементиту визначає дисперсність структури й позначається. Вона залежить від температури перетворення. Залежно від дисперсності продукти розпаду мають різну назву.

мм - перліт.

Утвориться при переохолодженні до температури Т = 650…700^oC, або при швидкості охолодження V_охл = 30...60 ^oC/ч. Твердість становить 180…250НВ.

мм - сорбіт

Утвориться при переохолодженні до температури Т = 600…650^oC, або при швидкості охолодження V_охл = 60 ^oС/с. Твердість становить 250…350НВ. Структура характеризується високою межею пружності, достатньою в'язкістю й міцністю.

/мм - троостит

Утвориться при переохолодженні до температури Т = 550…600^oC, або при швидкості охолодження V_охл = 150 ^oС/с. Твердість становить 350…450НВ. Структура характеризується високою межею пружності, малою в'язкістю й пластичністю.

Твердість феритно-цементитної суміші прямо пропорційна площі поверхні роздягнула між феритом і цементитом..

Якщо температура нагрівання незначно перевищувала температуру А і отриманий аустеніт неоднорідний по сполуці, то при малому ступені переохолодження утвориться зернистий перліт.