Теория термической обработки металлов. Учебник

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Теория термической обработки металлов. Учебник

Вместе с тем во многих легированных сталях бейнитное превращение имеет характернейшую особенность мартенситного превращения — оно не доходит до полного исчезновения аустенита
...
Большинство исследователей считают, что во всем температурном интервале бейнитного превращения феррит образуется ИЗ аустенита по мартенситному механизму
...
Вместе с тем во многих легированных сталях бейнитное превращение имеет характернейшую особенность мартенситного превращения — оно не доходит до полного исчезновения аустенита
...
Легирующие элементы, растворенные по способу замещения, не успевают перераспределиться при бейнитном превращении, и содержание их в феррите и аустените одинаково
...
у Разницу между строением верхнего и нижнего бейнита связывают с разной подвижностью углерода в верхней и нижней части температурного интервала бейнитного превращения
...
Повышенная прочность бейнита обусловлена малым размером ферритных кристаллов, дисперсными выделениями карбида, повышенной плотностью дислокаций, закрепленных атомами углерода, и искажением решетки феррита из
...
Кроме того, в так называемых бейнитных сталях бейнитная структура формируется при охлаждении на воздухе о температуры горячей прокатки или при простой термообработке е нагревом до аустенитного состояния и охлаждением на воздухе
...
Прокаливаемость и критическая скорость охлаждения При закалке на мартенсит сталь должна охлаждаться с закалочной, температуры так, чтобы аустенит, не успев претерпеть
...
Пересечения кривых охлаждения с линиями термокинетической диаграммы показывают температуры начала и конца соответствующего превращения, а цифры у кривых — значения твердости по Бринеллю по окончании охлаждения
...
С укрупнением действительного аустенитного зерна уменьшается суммарная межзеренная поверхность, на которой предпочтительно начинается распад, и прокаливаемость увеличивается
...
Повышение критической скорости у заэвтектоидных сталей объясняется тем, что они закаливаются не из аустенитной области, а с температур выше Аи но ниже Аст
...
Сравнительно недавно установлено, что в стали, содержащей тысячные доли процента бора, до появления избыточного феррита по границам зерен аустенита выделяются дисперсные частицы Ее
...
За исключением кобальта, все легирующие элементы, растворенные в аустените, затрудняют его распад, уменьшают критическую скорость закалки и улучшают прокаливаемость
...
Характерно интенсивное изменение твердости на определенном расстоянии от поверхности изделия, причем это расстояние соответствует границе между закаленной и не
...
Стандартный образец после нагрева в Цёчи быстро переносят в специальную установку, в которой его охлаждают струей воды под определенным напором только с торца
...
Стандартный образец после нагрева в Цёчи быстро переносят в специальную установку, в которой его охлаждают струей воды под определенным напором только с торца
...
При закалке с высоких температур некоторых высоколегированных, например быстрорежущих, сталей для уменьшения термических напряжений используют ступенчатый нагрев
...
К этому следует добавить, что в доэвтектоидных сталях повышение температуры при индукционном нагреве как бы обгоняет диффузию углерода, в результате чего избыточный феррит превращается в малоуглеродистый аустенит
...
Следовательно, температура высокочастотной закалки должна быть выше температуры закалки при обычном печном нагреве и тем выше, чем больше скорость нагрева и грубее выделения избыточного феррита
...
Высокочастотной закалке желательно подвергать сталь с измельченной исходной структурой, для чего можно использовать нормализацию, а в отдельных случаях и улучшение, т
...
С другой стороны, режим охлаждения должен быть таким, чтобы не возникали сильные закалочные напряжения, приводящие к короблению изделия и образованию закалочных трещин
...
Мартенситное превращение и связанное с ним увеличение объема происходят в разных точках сечения изделия не одновременно, что приводит к возникновению структурных напряжений
...
Суммарные закалочные напряжения растут с увеличением температуры нагрева под закалку и с повышением скорости охлаждения, так как в обоих этих случаях возрастает перепад температур по сечению изделия
...
Для сталей наиболее вероятно возникновение закалочных трещин в интервале температур ниже мартенситной точки, когда появляются структурные напряжения и образуется хрупкая фаза — мартенсит
...
Нагретая вода не может заменить масло, так как нагрев резко уменьшает скорость охлаждения в перлитном интервале, но почти не изменяет ее в мартенситном интервале
...
Быстрое охлаждение в воде предотвращает перлитное превращение, а последующее замедленное охлаждение в масле уменьшает закалочные напряжения в мартенситном интервале
...
Нагретое до температуры закалки изделие быстро погружают в ванну с горячей средой, а затем после некоторой выдержки выдают на воздух или погружают в холодное масло
...
Мартенситное превращение после этой выдержки происходит при медленном охлаждении и одновременно по всему объему, в результате чего уменьшаются закалочные напряжения
...
Так, например, ступенчатой закалкой широко пользуются при обработке инструментов и деталей машин из хромистой стали Разновидностью ступенчатой закалки является закалка в горячей среде, температура которой несколько ниже мартенситной точки
...
При бейнитном превращении в некоторых легированных сталях сохраняется большое количество остаточного аустенита, который не превращается в мартенсит при охлаждении после изотермической выдержки
...
Изотермическая закалка таких сталей обеспечивает высокую ударную вязкость, резко уменьшает чувствительность к надрезу по сравнению с закаленной на мартенсит и отпущенной сталью
...
В этом случае в закаленной стали содержится остаточный аустенит, который можно дополнительно превратить в мартенсит, охлаждая изделие до температур ниже комнатной
...
С увеличением содержания углерода в стали мартенситный интервал снижается в область более низких температур и увеличивается количество остаточного аустенита, который превращается в мартенсит при охлаждении закаленной стали до температуры нижней мартенситной точки Мк
...
Разрыв во времени между операцией закалки и обработкой холодом приводит в некоторых сталях к сильной стабилизации аустенита при комнатной температуре, а стабилизация уменьшает эффект обработки холодом
...
Разрыв во времени между операцией закалки и обработкой холодом приводит в некоторых сталях к сильной стабилизации аустенита при комнатной температуре, а стабилизация уменьшает эффект обработки холодом
...
При закалке без полиморфного превращения и в подавляющем большинстве случаев при закалке с полиморфным превращением образуется пересыщенный твердый раствор и закаленный сплав стремится понизить свою свободную энергию, в результате чего твердый раствор распадается
...
Уже при комнатной температуре могут образовываться выделения из пересыщенного раствора, однако в большинстве сплавов диффузионная подвижность атомов при комнатной температуре недостаточна, чтобы распад раствора прошел в необходимой степени за приемлемое время
...
При этом сплав переходит в более стабильное состояние, хотя обычно и далекое от истинного равновесия, для которого характерен абсолютный минимум свободной энергии
...
Факт нагрева сплава не противоречит представлению о самопроизвольности процессов, происходящих в сплаве при старении и отпуске, так как нагрев необходим лишь для ускорения диффузии, лежащей в основе всех структурных изменений при распаде пересыщенных растворов
...
При закалке без полиморфного превращения и в подавляющем большинстве случаев при закалке с полиморфным превращением образуется пересыщенный твердый раствор и закаленный сплав стремится понизить свою свободную энергию, в результате чего твердый раствор распадается
...
Вильм получил патент на способ облагораживания дуралюминов, заключающийся в закалке сплавов с последующим естественным старением, в результате которого повышаются твердость, пределы прочности и текучести
...
Мерика высказал предположение, что вследствие диффузии в пересыщенном твердом растворе образуются скопления, сегрегаты атомов меди, не обособленные от решетки матрицы поверхностями раздела
...
Таким образом, исходное положение теории Мерика о том, что старение сплавов связано с переменной растворимостью избыточной фазы, а упрочнение при старении происходит в результате образования дисперсных выделений при распаде пересыщенного твердого раствора, в основе своей оказалось правильным и исключительно плодотворным, хотя это первоначальное положение со временем претерпело ряд существенных уточнений и было позднее дополнено представлениями о роли предвыделений и промежуточных фаз
...
Открытие Вильмом старения дуралюмина трудно переоценить, но оно само по себе не могло стать базой для разработки новых стареющих сплавов, так как совершенно не ясно было, какова природа этого загадочного для того времени явления и в каких сплавах его следовало ожидать
...
ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ ВЫДЕЛЕНИЯ ИЗ ТВЕРДОГО РАСТВОРА В общем случае из пересыщенного твердого раствора выделяется фаза, отличающаяся от матрицы и химическим составом, и структурой
...
При охлаждении сплава до температуры ниже этой линии из исходного твердого раствора выделяется другой твердый раствор с той же кристаллической решеткой, но иным химическим составом, л Выше критической точки К, например
...
ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ ВЫДЕЛЕНИЯ ИЗ ТВЕРДОГО РАСТВОРА В общем случае из пересыщенного твердого раствора выделяется фаза, отличающаяся от матрицы и химическим составом, и структурой
...
При охлаждении сплава до температуры ниже этой линии из исходного твердого раствора выделяется другой твердый раствор с той же кристаллической решеткой, но иным химическим составом, л Выше критической точки К, например
...
В рассматриваемом сплаве любое сколь угодно малое расслоение по составу неустойчивого твердого раствора будет приводить к уменьшению свободной энергии и, следовательно, для начала распада не требуется образования критических зародышей
...
Спинодальный распад при данной температуре может идти во всех сплавах, состав которых находится в области участка кривой свободной энергии, обращенного вогнутостью вниз, т
...
Этот факт может обусловить необходимость для начала спинодального распада дополнительного переохлаждения исходного твердого раствора на десятки и сотни градусов против положения
...
В отличие от нее расположенную ниже линию температур начала спинодального распада, рассчитанных с учетом упругой деформации на когерентных границах фаз, называют
...
В последние два десятилетия интерес к нему вновь возник, в частности, в связи с возможностью получения при термической обработке дисперсных продуктов распада, равномерно распределенных по объему сплава
...
Его свободная энергия Рг больше свободной энергии равновесной двухфазной смеси Если в результате флуктуации на ранних стадиях распада образуются две фазы с составами С
...
существует термодинамический барьер образования достаточно больших участков новой фазы даже без учета роли поверхностной энергии и энергии упругой деформации решетки
...
В то время как спинодальный распад более вероятно встретить в системах с расслоением, где решетка новой фазы такая же, как и у исходной, обычный распад происходит в любых системах с переменной растворимостью компонентов в твердом состоянии
...
Можно показать, что в случае выделения из твердого раствора, происходящего с изменением состава, критический размер зародыша и работа его образования также уменьшаются с ростом ДЕоб
...
Поэтому при постоянной температуре старения Тг размер критического зародыша новой фазы уменьшается с ростом концентрации исходного твердого раствора, т
...
СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ СТАРЕНИИ Основные структурные изменения при старении сводятся к разным этапам распада пересыщенного твердого раствора, полученного в результате закалки сплава
...
Кроме того, на структуру состаренного сплава влияют примеси, температура нагрева и скорость охлаждения при закалке, пластическая деформация после закалки
...
Зависимость структуры состаренного сплава от большого числа факторов и многостадийность процесса распада пересыщенного твердого раствора в сочетании с высокой дисперсностью выделений, особенно на начальных этапах распада, весьма осложняют изучение структурных изменений при старении
...
Это изучение свойств позволяет делать предположения, а в отдельных случаях и выводы о характере и последовательности структурных изменений, прежде всего на ранних стадиях распада раствора, когда возможности прямых структурных методов ограничены
...
Кроме того, на структуру состаренного сплава влияют примеси, температура нагрева и скорость охлаждения при закалке, пластическая деформация после закалки
...
Зависимость структуры состаренного сплава от большого числа факторов и многостадийность процесса распада пересыщенного твердого раствора в сочетании с высокой дисперсностью выделений, особенно на начальных этапах распада, весьма осложняют изучение структурных изменений при старении
...
Требование минимума поверхностной энергии обусловливает стремление к равноосной форме выделений и к появлению граненых форм с наименьшим поверхностным натяжением на всех гранях
...
У полностью и частично когерентных выделений упругая деформация, обеспечивающая плавную Сопряженность решеток на когерентной границе, распространяется от нее в глубь матрицы и выделения
...
Требование минимума поверхностной энергии обусловливает стремление к равноосной форме выделений и к появлению граненых форм с наименьшим поверхностным натяжением на всех гранях
...
Расчет, выполненный для некогерентногэ включения в виде сфероида с полуосями а к с при условии, что вся упругая деформация сосредоточена в матрице, показал следующее
...
Так как период модуляции обычно не превышает нескольких сотен межатомных расстояний, то под световым микроскопом модулированная структура не выявляется
...
В одних сплавах модулированная структура возникает на самых ранних стадиях распада, например при спинодальном распаде, в других она появляется через некоторое время после начала распада
...
В одних случаях видны тонкие пластины выделений, расположенные на одинаковом расстоянии одна от Другой и параллельные определенной кристаллографической плоскости, в других
...
Модулированная структура возникает при старении таких сплавов, в которых когерентные выделения создают вокруг себя сравнительно сильные поля упругих напряжений, например из
...
Другим примером сплавов с детально изученной модулированной структурой являются стареющие никелевые сплавы, в частности типа нимоников, в которых при распаде пересыщенного раствора с г
...
Это выстраивание происходит не в процессе самого распада пересыщенного раствора, а в период медленной коагуляции, когда ||нй частицы растворяются, а другие растут
...
Структурные изменения при спинодальном распаде В начальной стадии спинодального распада возникает высокодисперсная смесь фаз, решетки которых когерентны
...
В области спинодального распада участки твердого раствора с повышенной и пониженной концентрацией флуктуационного происхождения становятся устойчивыми, они не только не исчезают, но, наоборот, растут
...
Это выстраивание происходит не в процессе самого распада пересыщенного раствора, а в период медленной коагуляции, когда ||нй частицы растворяются, а другие растут
...
Структурные изменения при спинодальном распаде В начальной стадии спинодального распада возникает высокодисперсная смесь фаз, решетки которых когерентны
...
В области спинодального распада участки твердого раствора с повышенной и пониженной концентрацией флуктуационного происхождения становятся устойчивыми, они не только не исчезают, но, наоборот, растут
...
Последнее обусловлено тем, что в формулу для коэффициента диффузии И одним из сомножителей входит вторая производная от свободной энергии по концентрации, а так как в области спинодального распада
...
На электронномикроскопических снимках, полученных методом просвечивания тонких фольг, светлые участки относятся к областям, обогащенным медью, а темные — к обогащенным железом и никелем
...
По мере увеличения времени старения растут амплитуда концентраций и длина концентрационной волны, модулированная структура грубеет, а границы между когерентными выделениями становятся менее размытыми
...
Спинодальный распад не обязательно дает модулированную структуру, а модулированная структура не обязательно связана со спинодальным распадом, как это считали раньше
...
К промышленным сплавам, в которых при старении действительно протекает спинодальный распад, можно отнести магнитнотвердые сплавы типа кунифе и кунико, легированные куниали для изготовления пружин и высокопрочные сплавы системы Си
...
Непрерывный и прерывистый распад Непрерывный распад При непрерывном распаде в исходном пересыщенном растворе образуются и растут отдельные выделения избыточной фазы
...
Спинодальный распад не обязательно дает модулированную структуру, а модулированная структура не обязательно связана со спинодальным распадом, как это считали раньше
...
В результате вблизи границ зерен концентрация вакансий в некоторой зоне оказывается пониженной по сравнению с остальной частью зерна, где сохраняется высокая концентрация избыточных вакансий
...
С повышением температуры нагрева под закалку возрастает равновесная концентрация вакансий и становится резче ее градиент вблизи стока — границы зерна
...
Таким образом, для сужения приграничных зон, свободных от выделений, следует повышать температуру закалки, ускорять закалочное охлаждение и понижать температуру старения
...
Пластическая деформация закаленного сплава перед старением, способствуя распаду пересыщенного раствора, может полностью предотвратить появление этих зон
...
Рассмотренные закономерности влияния разных факторов на ширину зон, свободных от выделений неоднократно устанавливались при изучении алюминиевых и титановых сплавов
...
Пластически деформированная зона, свободная от выделений, является анодом по отношению к остальному зерну и служит причиной ускоренного межзеренного разрушения при коррозии под напряжением
...
Однако имеется и другая точка зрения, согласно которой рассматриваемые зоны полезны, так как в них полнее релаксируют напряжения, которые концентрируются в месте остановки полосы скольжения границей зерна
...
Получить прямые доказательства роли зон, свободных от выделений, не просто, так как с изменением их ширины При варьировании режима термообработки одновременно изменяются и другие структурные характеристики, влияющие на свойства сплава
...
На границе ячейки и исходного раствора в узкой зоне происходит резкий скачок концентрации — от исходной в растворе ап до концентрации раствора ах внутри ячейки
...
Поэтому распад и называют прерывистым в отличие от непрерывного, при котором в исходном растворе концентрация легирующего элемента плавно снижается, так как он постепенно
...
Получить прямые доказательства роли зон, свободных от выделений, не просто, так как с изменением их ширины При варьировании режима термообработки одновременно изменяются и другие структурные характеристики, влияющие на свойства сплава
...
Постепенно ослабляются интерференции от раствора с исходной концентрацией, так как количество его уменьшается, и усиливаются отражения от раствора с конечной концентрацией
...
При малом межпластиночном, расстоянии в ячейках или сильной травимости превращенной области она выявляется под световым микроскопом в виде темных участков, обычно резко отличающихся от светлых зерен исходного пересыщенного раствора
...
Таким образом, продвижение фронта ячейки прерывистого распада в сторону одного зерна сопровождается переориентацией кристаллической решетки матричной фазы и его можно трактовать как продвижение межзерен
...
Термодинамическим стимулом рассматриваемого продвижения межзеренной границы является разность объемных свободных энергий исходного пересыщенного раствора и двухфазной смеси внутри ячейки
...
Если состав фаз внутри ячейки и не достигает равновесных значений, то все равно образование этой смеси приводит к уменьшению объемной свободной энергии, хотя и не предельно возможному
...

Электроэрозионная обработка металлов
Справочник газосварщика и газорезчика
Сварные конструкции. Технология изготовления. Автоматизация производства и проектирование сварных конструкций: Учеб. пособие
Теория термической обработки металлов. Учебник
Новые сварочные источники питания: Сб. науч. тр.
Общетехнический справочник
Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Теория термической обработки металлов. Учебник