Преобразования в сталях при нагреве.

Урок № 37

Преобразования в сталях при нагреве.

Превращения при нагреве (условия образования аустенита). Нагрев стали при термообработке в большинстве случаев имеет целью перевод ее в аустенпт. Структура доэвтектоидной стали при нагреве до точки критической А_с1 состоит из зерен перлита и феррита (рис. 26), В точке А_с1 начинается фазовая перекристаллизация перлита, который превращается в мелкозернистый аустенит. При нагреве доэвтектоидных сталей от температур А_с1 до А_с3феррит растворяется в аустените. В заэвтектоидной стали при нагреве выше точки A_c₁ перлит превращается в аустенит, а при дальнейшем нагреве вторичный цементит растворяется в аустените. Выше точки A_c₃ будет только аустенит.

Образование аустенита — типичный кристаллизационный процесс, который обеспечивает перестройку α -железа в γ -железо и растворение углерода в γ -железе. Для получения однородного аустенита необходимо увеличить температуру нагрева либо выдержки при данной температуре. Первоначально образовавшиеся при температуре А_с1 участки аустенита растут до тех пор, пока выше точки А_сз полностью не исчезнет феррит или цементит. Следовательно, для завершения превращения в стали при перекристаллизации ее необходимо нагреть на 30—50 °С выше критических точек А_с1 и А_с3 (рис. 26) и выдержать при этой температуре нужное время.

Для получения однородного аустенита в легированных сталях требуются более высокая температура нагрева и большая выдержка при нагреве под закалку. Рост зерна аустенита при нагреве стали оказывает большое влияние на результаты термообработки, главным образом закалки. Сталь с крупным зерном имеет пониженный предел прочности, пониженную ударную вязкость и склонность к образованию трещин; поэтому при термообработке всегда стремятся к получению мелкого зерна. На процесс роста зерен в углеродистой стали оказывают влияние температура и продолжительность нагрева, содержание углерода в стали, способы раскисления, применяемые при выплавке стали. Введение легирующих элементов, за исключением марганца, тормозит рост зерен аустенита при нагревании. Наиболее энергично тормозят рост зерна карбидообразующие элементы: титан, ванадий, вольфрам, молибден и хром. Они расширяют интервал закалочных температур и облегчают условия нагрева стали. В этом заключается преимущество легированных сталей перед углеродистыми.