30. Промежуточное превращение

При температуре ниже 550 ^oС самодиффузия атомов железа практически не происходит, а атомы углерода обладают достаточной подвижностью. Механизм превращения состоит в том, что внутри аустенита происходит перераспределение атомов углерода и участки аустенита, обогащенные углеродом, превращаются в цементит. Превращение обедненного углеродом аустенита в феррит происходит по сдвиговому механизму, путем возникновения и роста зародышей феррита. Образующиеся при этом кристаллы имеют игольчатую форму. Такая структура, состоящая из цементита и феррита, называется бейнитом. Особенностью является повышенное содержание углерода в феррите (0.1…0.2 %).

Дисперсность кристаллов феррита и цементита зависят от температуры превращения. При температуре  мм – верхний бейнит. Структура характеризуется недостаточной прочностью, при низких относительном удлинении и ударной вязкости. При температуре  мм– нижний бейнит. Структура характеризуется высокой прочностью в сочетании с пластичностью и вязкостью.

31. Превращения при нагреве закалённой стали

Образующийся при закалке стали мартенсит, представляет собой неустойчивую структуру, характеризующуюся высокой твёрдостью, хрупкостью и высоким уровнем внутренних напряжений. По этой причине закалённую сталь обязательно подвергать отпуску. Отпуском называют термическую операцию, заключающуюся в нагреве закалённой стали до температур, не превышающих точку Аc1, выдержке и последующем охлаждении чаще всего на воздухе. Отпуск частично или полностью устраняет внутренние напряжения, возникшие при закалке. Виды отпуска:

1. Низкий отпуск проводят при температурах не выше 250...300°С. При таких температурах происходит частичное обезуглероживание мартенсита и выделение из него некоторого количества избыточного углерода в виде частиц карбида железа. В результате его проведения частично снимаются закалочные напряжения. Получают структуру – мартенсит отпуска. Проводят для инструментальных сталей.

2. Средний отпуск выполняют при температурах 350...500°С и применяют преимущественно для рессор, пружин, некоторых видов штампов. При таких температурах происходит дальнейшее обезуглероживание мартенсита, приводящее к его превращению в обычный α-раствор, т.е. в феррит. В результате образуется феррито-цементитная смесь, называемая троститом отпуска, сочетающую высокую твердость 40 45HRC c хорошей упругостью и вязкостью.

3. Высокий отпуск проводят при 500...600°С. Структурные изменения при таких температурах заключаются в укрупнении частиц цементита. В результате этого образуется феррито-цементитная смесь, называемая сорбитом отпуска, сочетающая достаточно высокую твердость и повышенную ударную вязкость. Используется для деталей машин, испытывающих ударные нагрузки. Высокий отпуск + закалка = улучшение.

32. Отжиг — вид термической обработки металлов и сплавов, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующем медленном охлаждении. Различают:

 Отжиг первого рода (без фазовой перекристаллизации).

1. Диффузионный (Гомогенизационный) отжиг. Применяется для устранения ликвации, выравнивания химического состава сплава. Температура превышает критическую.

2. Рекристаллизационный отжиг проводится для снятия напряжений после холодной пластической деформации. Вследствии рекристаллизационного отжига из деформированных зерен вырастают новые кристаллы, ближе к равновесным, поэтому твердость стали снижается, а пластичность, ударная вязкость увеличиваются.

3. Низкий Отжиг для снятия внутренних напряжений после различных видов обработки (после горячей деформации, литья, сварки, шлифовки и резания).

Отжиг второго рода - изменение структуры сплава посредством перекристаллизации около критических точек с целью получения равновесных структур.

1. Полный отжиг заключается в нагреве стали на 30—50 °C выше верхней критической точки для полного превращения структуры стали в аустенит и последующем медленном охлаждении до 500—600 °C для образования феррита и перлита.

2. Неполный отжиг заключается в нагреве до температур между нижней и верхней критическими точками и последующем медленном охлаждении.

3. Изотермический отжиг

Для легированных сталей применяют изотермический отжиг, состоящий в нагреве выше верхней критической точки А3, выдержке, охлаждении до температуры ниже нижней критической точки А1, выдержке, достаточной для полного превращения аустенита в перлит, и охлаждении до комнатной температуры.