Общая характеристика превращения переохлажденного аустенита (диаграмма изотермического превращения аустенита) - Характеристика и структурные методы исследования металлов

Если сталь со структурой аустенита, полученной в результате нагрева до температуры выше (для доэвтектической стали) или выше (для заэвтектоидной стали), переохладить до температуры ниже, то аустенит оказывается в метастабильном состоянии и претерпевает превращение.

Для описания кинетики превращения переохлажденного аустенита пользуются экспериментально построенными диаграммами время -- температура -- степень распада или диаграммами изотермического превращения аустенита, т. е. превращения, протекающего при постоянной температуре.

Для излучения изотермического превращения аустенита небольшие образцы стали нагревают до температур, соответствующих существованию стабильного аустенита, а затем быстро охлаждают (переохлаждают аустенит) до температуры ниже, например до 700, 600, 500, 400, 300 °С и т. д., и выдерживают при этой температуре до полного распада аустенита.

Результаты исследования при постоянной температуре характеризует кривая, показывающая количество распавшегося аустенита в зависимости, от времени, прошедшего с момента начала распада. Как видно из риc. 112, а, в течение некоторого промежутка времени (H1, Н2, H3) распад аустенита экспериментально не фиксируется. Этот период называют инкубационным.

По истечении этого периода аустенит начинает распадаться с образованием более стабильных структур. Скорость распада сначала быстро увеличивается, а затем постепенно замедляется. Через некоторое время (К1, К2, K3) процесс распада полностью заканчивается или приостанавливается. В диаграмме изотермического превращения аустенита (рис. 112, б) кривая 1 характеризует начало распада аустенита, а кривая 2 показывает время, необходимое для полного распада аустенита.

Область, лежащая левее кривой начала распада аустенита (см. рис. 112, б), определяет продолжительность инкубационного периода; в интервале температур и времени, соответствующих этой области, существует переохлажденный аустенит, практически не претерпевающий заметного распада. Длительность инкубационного периода характеризует устойчивость переохлажденного аустенита. С увеличением переохлаждения его устойчивость быстро уменьшается, достигая минимума (t2), и далее вновь возрастает (см. рис. 112, б).

Уменьшение устойчивости аустенита и роста скорости его превращения с увеличением степени переохлаждения объясняется возрастанием разности свободных энергий (энергии Гиббса) аустенита и образующимися фазами (структурой). В зависимости от степени переохлаждения аустенита различают три температурные области, или ступени, превращения (см. рис. 112, б): перлитную, промежуточного превращения (промежуточного между перлитным и мартенситным превращением) и мартенситную.

Знание этих превращений важно для решения многих практических задач. Перлитное превращение протекает в процессе отжига стали, а мартенситное -- при закалке стали. Промежуточное превращение важно для понимания так называемой изотермической закалки стали.

Похожие статьи




Общая характеристика превращения переохлажденного аустенита (диаграмма изотермического превращения аустенита) - Характеристика и структурные методы исследования металлов

Предыдущая | Следующая