Аустениттің изотермиялық түрлену диаграммасы

Изотермиялық өзгеріс диаграммасы тұрақты температурада аустениттің перлитке айналу уақытының сыну температурасына байланысты екендігін көрсетеді. Диаграмма температура және уақыт координаталары бойынша созылып, өзгеріс уақыты (ыдырау) секундтан сағатқа дейін созылатындықтан, уақыт логарифмдік шкала бойынша салынады. Аустениттің изотермиялық өзгерістерінің нәтижесінде (өзгерістік барлық температураларында) феррит-цементитті қоспа түзіледі. Өзгеріс температурасына байланысты бұл қоспаның дисперсиясы (түйіршіктерінің мөлшері) әр түрлі болғандықтан, оның механикалық қасиеттері де әр түрлі болады. Изотермиялық өзгеріс температурасы төмендеген сайын перлиттің дисперсиясы жоғарылайды.

600 – 700⁰ С температура аралығында (изотермиялық ыдырау сызығының иілу нүктесінен жоғары аумақта) алынған болаттың кұрылысындағы феррит-цементит қоспасын (перлит) микроскоппен көруге болады.

600 – 500⁰ С температура аралығында сорбит деп аталатын, қаттылығы НRС-30-ға тең, феррит-цементит қоспасы түзіледі. Сорбит құрылысындағы перлитті микроскоп арқылы ұлғайтып көруге болады.

500 – 350⁰ С температура аралығында (изотермиялық ыдырау сызығының иілу нүктесіне дейінті аймақ) троостит дtп аталатын дисперсиялы, қаттылығы НRС-40-қа тең, феррит-цементит қоспасы түзіледі. Перлит, сорбит және трооститтің табиғаты бір, барлығы да цементит пен ферриттің қоспасы болып табылады, олардың айырмашылығы тек құраушыларының дисперсиясында ғана болғандықтан олардың механикалық касиеттері әр түрлі болып келеді. Изотермиялық ыдырау қисығының иілу нүктесінен төмен аумақтарда болаттың құрылысы өрбуі шектелген ине тәрізді пластикалар мен кристалдардан тұрады. Феррит пен цементиттің ине тәрізді қоспасы бейнит немесе ине тәрізді троостит деп аталады. 550⁰ – 300⁰ С температура аралығында түзілген бейттит жоғары бейнит, температура аралығында түзілген төменгі бейнит деп аталады.

Жоғары бейниттің қаттылығы НRС-45, микроскоппен қарағанда ол қауырсын тәрізді, ал төменгі бейниттің қаттылығы НRС-55, құрылысы ине тәрізді. Сонымен суыну жылдамдығы аз болса, дисперсиясы әр түрлі феррит- цементит қоспасы түзіледі, ал суыну жылдамдығы жоғары болса, аустенит ыдырамастан мартенситке айналады. Аустенитті мартенсит өзгерісінің температурасына дейін жеткізетін ең аз суыну жылдамдығын «шекті» шынықтыру жылдамдығы деп атайды. Кризистік шынықтыру жылдамдығын көрсететін сызық (V_к) аустениттің зотермиялық өзгеріс сызығына жанама болады. Мартенсит деп көміртегінің α-Ғе-дегі аса қаныққан ерітіндісін айтады. Мартенсит тетрогональды тордан тұрады, қаттылығы НRС-65.

Термохимиялық өңдеу

Термохимиялық өңдеу (ТХӨ) деп болаттың бет қабатының химиялық құрамы мен құрылымын және қасиеттерін өзгертуді айтады. Нәтижесінде қаттылығын, тозуға төзімділігін, тот баспайтындығын, қажау беріктігін, ыстыққа төзімділігін арттырады. ТХӨ негізгі параметрлеріне қыздыру температурасы мен ұстау уақыты, ал негізгі процестеріне диссоциация, адсорбция және диффузиялар жатады.

ТХӨ-де қабатының қанығуы құрамында диффузияланатын элементі бар қатты, сұйық, газ ортаны қыздырғанда өтеді. Бұл элемент сәйкес қосындылардан диссоциация кезінде атом түрінде бөлінуі қажет. Ортасы мен металл шекарасында адсорбция процестері өтеді, мұнда қанығатын элемент металдың бет қабатына сіңеді.

Нәтижесінде диффузия процесі өтеді, мұнда қанығу элементі әрі қарай металға тереңірек енеді де, оның нәтижесінде бет қабатында бұл элементіне толық қаныққан диффузиялық қабат түзеді.

Бұл үш процестің жылдамдықтары бір-біріне сәйкес болуы қажет. ТХӨ негізгі түрлеріне цементтеу, азоттау, циандау және диффузиялық металдау жатады.