Главная


Физические методы исследования металлов и сплавов




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 22 ... 66 ... 110 ... 154 ... 165
132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165


скачать книгу Физические методы исследования металлов и сплавов




меняется в соответствии со схемой, приве­денной на рис. 6.50. В двухфазной области точка Кюри постоянна, так как химический состав фаз не зависит от содержания элемен­та в сплаве. Если обе фазы ферромагнитны, то им соответствуют две температуры Кюри. Точка Кюри второй ферромагнитной фазы
...
6.7.2. Концентрационная зависимость статических магнитных параметров ферромагнитных сплавов
...
Снижение точки Кюри сплавов никеля является линейной функцией атомной концентрации многих элементов. Более сложная концентрацион­ная зависимость температуры Кюри сплавов железа обусловлена значи­тельной незаполненностью 3й
...
Влияние некоторых химических элементов на концентрационную за­висимость температуры Кюри, например, ванадия, существенно различно в сплавах с железом и никелем.
...
Растворение антиферромагнитного хрома в железе снижает темпера­туру Кюри, а растворение железа в хроме снижает точку Нееля (см. раздел
...
Заметим, что рис. 6.52 не отображает существования a-фазы и двух а -растворов хрома в железе различной концентрации. Приведенная зави­симость в(%
...
Кобальт имеет очень высокую температуру Кюри - от 1115 до 1331 °С по разным источникам, поэтому в сплавах Fe-Co точка Кюри линейно по­вышается до концентрации, соответствующей температуре а — у превра-
...
Рис. 6.52. Концентрационная зависимость температуры Кюри сплавов Fe-Cr (a,) и Fe—Ni , Fe—Co (б)
...
Температура Кюри двухкомпонентного неупорядоченного твердого раствора может быть рассчитана на основе обменного взаимодействия (теория Гейзенберга-Блоха-Вонсовского)
...
Рис. 6.53. Концентрационная зави­симость максимальной магнитной проницаемости сплавов железа с кремнием: 1 — отжиг при 1000 °С;
...
Перечисленные свойства обеспечили применение железокремнистых сплавов в качестве электротехнических материалов - для сердечников транс­форматоров и электрических машин (электродвигателей, генераторов тока).
...
С увеличением содержания кремния в сплавах с железом снижается индукция насыщения, уменьшается пластичность и повышается темпера­тура вязко-хрупкого перехода. Последнее не позволяет использовать спла­вы с 6,5 % Si, обладающие максимальной проницаемостью, поэтому со­держание кремния в электротехнических сталях не превосходит 4,0 или 4,8 % при изготовлении их методом холодной или горячей прокатки соот­ветственно.
...
вблизи 45 % кобальта и наблюдается три максимума магнитной проницае­мости (рис. 6.54). Наивысшие значения начальной и максимальной маг­
...
нитной проницаемости достигаются в сплаве с 50 % Со (пермендюр). Этот сплав одновременно обладает макси­мальной индукцией насыщения -большей, чем у железа (2,45 Тл). Вы­сокие магнитные свойства пермендюра достигаются отжигом при 850 °С, в ре­зультате которого сплав находится в упорядоченном состоянии. Упорядо­чение магнитно-мягких сплавов других
...
магнитной проницаемости (например, вследствие стабилизации междомен­ных границ при одноосном направлен­ном упорядочении).
...
Рис. 6.54. Начальная и максимальная магнитная проницаемость сплавов Fe-Co: 1 - начальная проницаемость 2 - цтах
...
Для улучшения технологических характеристик и повышения электриче­ского сопротивления сплавы Fe-50% Co легируют ванадием (1,5...2,0
...
Отжиг сплавов, легированных хромом, должен проводится в водороде или в вакууме для удаления углерода и предотвращения связывания хрома в карбиды, что привело бы к снижению электрического сопротивления и повышению коэрцитивной силы.
...
Сплавы с содержанием кобальта около 50 % применяют для магнито-проводов, полюсных наконечников электромагнитов и других изделий.
...
Рис. 6.54. Начальная и максимальная магнитная проницаемость сплавов Fe-Co: 1 - начальная проницаемость 2 -
...
Наивысшие значения магнитной проницаемости получены на железони-келевых сплавах - пермаллоях. Концентрационная зависимость jumax
...
влияния степени анизотропного упорядочения на K1 и индуциро­ванием одноосной анизотропии (локальной или макроскопиче­ской). Для достижения наиболее высоких значений магнитной проницаемости необходимо иметь низкие значения констант магнит­ного состояния сплава.
...
Переход K1 через нуль про­исходит при различном содержа­нии никеля в зависимости от ре­жима термической обработки, изменяющей константы K1
...
Кроме высоких значений цтах, ТМО формирует прямоугольную петлю гистерезиса вдоль направления поля при обработке сплава. Влияние ТМО на магнитные свойства обусловлено про­цессами направленного упорядочения (рис. 6.57).
...
Упрощение термической обработ­ки с одновременным улучшением маг­нитных свойств пермаллоев достигает­ся легированием молибденом, хромом, медью, алюминием и кобальтом.
...
Рис. 6.57. Распределение атомов компонентов в твердом растворе: а - неупо­рядоченное состояние, б - изотропный дальний порядок, в - направленное
...
Намагниченность насыщения сплавов железа обычно убывает с по­вышением концентрации второго элемента (рис. 6.58). В двухфазной об­ласти Ms
...
Рис. 6.56. Влияние химического со­става и режима термической обра­ботки на железоникелевые сплавы:
...
Простое, закономерное изме­нение намагниченности наблюда­ется при растворении в ферромаг­нетике диамагнитных элементов. Например, медь, цинк, алюминий, кремний, сурьма, растворяясь в
...
При растворении в ферромагнетике другого ферромагнетика или пе­реходного парамагнетика наблюдаются сложные зависимости M s от кон­центрации. В этом случае имеет значение сумма s+d электронов на атом растворенного элемента. Намагниченность насыщения таких сплавов рас­чету не поддается.
...
Кобальт - единственный эле­мент, заметно повышающий намаг­ниченность насыщения сплавов с железом (рис. 6.59). Повышение на­магниченности при небольших со­держаниях иридия, родия и платины практического значения не имеет.
...
Концентрационная зависи­мость Bs железоникелевых спла­вов обусловлена ферромагнетиз­мом а - и у -твердых растворов
...
Bs при ~30 % никеля связан с бы­стрым возрастанием количества слабомагнитного или парамагнитного (при меньших содержаниях никеля) аустенита.
...
Коэрцитивная сила - структурно-чувствительная характеристика -может незначительно изменяться при образовании твердых растворов за­мещения. В двухфазной области Hc быстро возрастает (рис. 6.60). Макси­мум коэрцитивной силы в железоникелевых сплавах при 22.25
...
Влияние неферромагнитных частиц на коэрцитивную силу обуслов­лено возникновением на них вторичной доменной структуры, или домен­ной субструктуры - шлейфов (рис. 6.61). При росте домена А в сторону домена Б шлейф удлиняется и граничная энергия возрастает на величину yd Ax
...
Рис. 6.60. Схема концентрационной зависимости коэрцитивной силы в сплавах с ограниченной раство­римостью (раствор замещения)
...
Рис. 6.60. Схема концентрационной зависимости коэрцитивной силы в сплавах с ограниченной раство­римостью (раствор замещения)
...
Если микронапряжения очень велики и локализованы в малых объе­мах, то последние, имея низкую магнитную проницаемость, могут рас­сматриваться как немагнитные включения и, следовательно, должны по­вышать коэрцитивную силу.
...
В рассмотренных выше случаях перемагничивание материала осуще­ствляется путем роста зародышей перемагничивания и смещения междо­менных границ. В ферромагнетиках, состоящих из однодоменных частиц, разделенных немагнитной матрицей, возникновение зародышей перемаг-ничивания невозможно, исключены и процессы смещения, так как междо­менных границ не существует. Такие материалы перемагничиваются путем вращения векторов намагниченности однодоменных частиц. В теории Е.И. Кондорского максимально возможная коэрцитивная сила однодомен-ной частицы, совершенно изолированной в магнитном отношении,
...
Измерение магнитных параметров материалов нередко используется как метод исследования фазовых превращений и структурных изменений при нагреве и охлаждении ферромагнитных металлов и сплавов, а также при других воздействиях на них.
...
Установки, используемые в металлофизических исследованиях, не связанных с изучением магнитных явлений и свойств материалов, обычно приспособлены для измерения какого-либо одного магнитного параметра в широком интервале температур или степеней пластической деформации. Ниже рассмотрены методы и установки, получившие наиболее широкое применение.
...
Метод Штеблейна. Баллистический магнитометр Д.С. Штейнберга -В.И. Зюзина. Методом Штеблейна измеряют намагниченность стержневого образца ju0M
...
6.8. Исследование фазовых превращений и структурных изменений магнитными методами
...
Рис. 6.63. Магнитометр Д.С. Штейнберга - В.И. Зюзина. Размещение образца в межполюсном пространстве электромагнита (а) и упрощенная электрическая схе­ма магнитометра (б): G - батарея аккумуляторов, R1 - реостат для регулирования тока намагничивания, A - амперметр, Wll - намагничивающая катушка, Wll - из­мерительная катушка, S1 - выключатель питания Wm
...
В реальных конструкциях магнитометров магнитное поле в зазоре сердечника неоднородно вследствие наличия канала в полюсных наконеч­никах, поэтому неоднородно и намагничивание образца.
...
Если пренебречь неоднородностью намагничивания части образца, равной высоте измерительной катушки, то показание баллистического гальванометра (или микровеберметра) определяется уменьшением магнит­ного потока, обусловленным удалением образца, и сопутствующим уменьшением напряженности поля в зазоре:
...
Рис. 6.63. Магнитометр Д.С. Штейнберга - В.И. Зюзина. Размещение образца в межполюсном пространстве электромагнита (а) и упрощенная электрическая схе­ма магнитометра (б): G - батарея аккумуляторов, R1 - реостат для регулирования тока намагничивания, A - амперметр, Wll - намагничивающая катушка, Wll - из­мерительная катушка, S1 - выключатель питания
...
обусловленный формой и размерами образца; N" - «внутренний» коэффи­циент размагничивания, зависящий от структуры; ju0M
...
состава образца. В случае одной фер­ромагнитной фазы cc(ju0 M) легко на­ходится экспериментально. Для этой цели удобно воспользоваться образ­цами, спрессованными из железных и медных опилок с различным их со­держанием. Показания магнитометра при каждом количестве железа в об­разце зависят от напряженности поля в зазоре электромагнита (рис. 6.64). Зависимость а0
...
Постоянную магнитометра к можно определить по любому однофаз­ному образцу с известной намагниченностью, например, по железному:
...
Рис. 6.65. Упрощенная схема устройства дипольного магни­тометра (а) и изменение положения образца в магнитном поле при увеличении намагниченности (б)
...
Рассмотрим случай, когда намагниченность образца возрастает в про­цессе измерений от нуля до некоторой величины М,
...
В этом уравнении M и V - намагниченность образца и его объем, Н - на­пряженность магнитного поля в зазоре, С - упругая постоянная нити под­веса, а - угол поворота образца. Отсюда следует
...
вычислении М по уравнению (6.78) составляет около 5 % (при Н « 400 кА/м) и может иметь разный знак в зависимости от количества магнитной фазы в образце.
...
Рис. 6.65. Упрощенная схема устройства дипольного магни­тометра (а) и изменение положения образца в магнитном поле при увеличении намагниченности (б)
...
Здесь AN - разность значений поперечного и продольного коэффициентов размагничивания. Сложность этого выражения делает нерациональным его применение для решения задач фазового анализа. Обычно используют приближенное соотношение (6.78).
...
Дифференциальный магнитометр предназначен для непрерывной ре­гистрации процессов, сопровождающихся изменением намагниченности образца. В отличие от анизометра, образец в дифференциальном магнито­метре неподвижен и его продольная ось совпадает с направлением магнит­ного поля.
...
Железный сердечник 2 электромагнита магнитометра (рис. 6.66) со­стоит из двух одинаковых Ш-образных половин с осевыми каналами в крайних стержнях, несущих намагничивающие катушки 4.
...
Рис. 6.66. Схема устройства дифференциального магнитометра (а), распределение магнитного потока без образца (б) и потока образца (в)
...
Цилиндрический образец 1 располагается в одном из осевых каналов так, что его середина совпадает с серединой воздушного зазора сердечни­ка. Магнитные потоки намагничивающих катушек суммируются. Части магнитных потоков, создаваемых катушками в каждом из крайних стерж­ней сердечника, ответвляются в средний стержень, где их направления противоположны. При геометрической и магнитной симметричности элек­тромагнита относительно вертикальной плоскости, проходящей через средний стержень, результирующий магнитный поток в нем равен нулю. Магнитный поток образца также распределяется между крайним и сред­ним стержнями (см. рис. 6.66,в), причем большая часть Ф1
...
Рис. 6.66. Схема устройства дифференциального магнитометра (а), распределение магнитного потока без образца (б) и потока образца (в)
...
Дифференциальный магнитометр иногда рассматривают как пермеа­метр с частично замкнутой магнитной цепью, но между этими приборами существует принципиальное отличие. Показания пермеаметра пропорцио­нальны индукции образца, а показания дифференциального магнитометра -намагниченности образца
...
где постоянная k зависит от конструктивных параметров магнитометра и может быть определена по железному образцу, намагниченность которого известна. Эта особенность дифференциального магнитометра обусловлена тем, что в отсутствии образца магнитный поток и, следовательно, напря­женность поля в зазоре среднего стержня равны нулю.
...
В осевом канале электромагнита может быть установлена печь или охлаждающее устройство для проведения измерений при температурах, отличных от комнатной.
...
В научной литературе имеются сведения о применении дифференци­альных магнитометров для исследования процессов, протекающих с высо­кой скоростью, например, для изучения отпуска мартенсита при нагреве со скоростью 104 °С/с. Следует иметь в виду, что при очень быстром измене­нии намагниченности образца сигнал датчика напряженности поля (то есть показания магнитометра) может существенно запаздывать вследствие маг­нитной вязкости сердечника. Например, определение мартенситной точки при закалке образцов в воде, проводившееся с помощью магнитометра с сердечником из стали Ст3 сечением 100x100 мм, сопровождалось погреш­ностью 50...150
...
Магнитометр с переменным магнитным полем. Если две одинаковые катушки, соединенные последовательно и навстречу друг другу, поместить в переменное магнитное поле, то результирующая ЭДС на их зажимах бу­дет равна нулю.
...
Внесение ферромагнитного образца в одну из катушек нарушает ком­пенсацию, на зажимах появляется ЭДС, пропорциональная намагниченно­сти образца при прочих равных условиях. При этом
...
Здесь Ео, Еэ - ЭДС на зажимах измерительных катушек при внесении об­разца и эталона соответственно;, где M(), M3
...
Магнитометр с переменным магнитным полем удобен для определения количества ос­таточного аустенита в образцах или стержне-видных изделиях из закаленной стали. В полях ~4 кА/м показания прибора линейно связаны с количеством остаточного аустенита при содер­жании его до 30 % (рис. 6.67).
...
вестным его количеством. Показания магнито- ства магнитной фазы в об­разце на отношение Ео/Еэ
...
Намагниченность насыщения ферромагнитной фазы при темпера­турах, далеких от точки Кюри, практически не зависит от напряженности магнитного поля.
...
Намагниченность насыщения фазы, стабильной в некотором интервале температур, при неизменном химическом составе является обратимой функцией температуры.
...
Для осуществления фазового анализа необходимо экспериментально построить температурную зависимость намагниченности насыщения образца из иссле­дуемого сплава Ms
...
часто затруднено тем, что неизвестна намагниченность насыщения фаз, содержащихся в сплаве, или неизвестно, имеются ли в сплаве неферромаг­нитные фазы (или фаза).
...
Необходимо учитывать возможность изменения химического состава фаз при нагреве. Для предотвращения этого построение кривой Ms0
...
Определение количества карбидов в отожженной стали Применительно к углеродистой стали эта задача легко решается мето­дом эталона. Эталонный образец должен быть изготовлен из феррита, то есть из технического железа. При температуре Т выше точки Кюри цемен­тита (211 °С) аналогично соотношению (6.95)
...
Нагрев для построения температурных зависимостей намагниченно­сти насыщения образца и эталона необходимо проводить до температуры, несколько превышающей 770 °С, чтобы убедиться в совпадении точек Кю­ри эталона и феррита образца. Их различие будет свидетельствовать о не­одинаковом содержании кремния и марганца в феррите образца и в этало­не, что приведет к погрешности, обусловленной влиянием этих элементов на намагниченность насыщения.
...
Определение количества карбидов в легированной стали осложняется необходимостью знать химический состав феррита, так как концентрация легирующих элементов в нем не совпадает с их содержанием в стали. В свя­зи с этим изготовление необходимого эталона является непростой задачей.
...
В научной литературе неоднократно приводились различные форму­лы для расчета намагниченности насыщения легированного а -раствора по его химическому составу, основанные на предположении о справедливо­сти принципа аддитивности. Экспериментальная практика показала, что при многокомпонентном легировании и повышенных концентрациях эле­ментов принцип аддитивности в большинстве случаев не выполняется. Следовательно, использование расчетных значений M ф
...
Из этого следует, что для определения количества остаточного аустенита необходимо иметь эталон, полностью состоящий из мартенсита того же химического состава, что и мартенсит стали, обладающий намагниченно­стью . Такой эталон изготовить трудно или невозможно, так как даже
...
после обработки холодом в жидком азоте при -196 °С в легированных ста­лях может сохраняться некоторое количество остаточного аустенита. Ис­пользование такого образца в качестве эталона приведет к тем большей по­грешности определения количества остаточного аустенита, чем меньше его в исследуемом образце и чем больше - в эталоне.
...
эталонному образцу с известным количеством остаточного аустенита Ра, определенным методом рентгеноструктурного анализа. Количество мар­тенсита в таком эталоне Рмэ
...
ниченность и появляются карбиды, обладающие значительно меньшей на­магниченностью, чем мартенсит. Поэтому применение низкоотпущенных образцов в качестве эталонов для определения количества остаточного ау­стенита неизбежно приводит к погрешности.
...
Оценка количества остаточного аустенита в закаленных высоколеги­рованных сталях связана с еще большими затруднениями. В общем случае такие стали после закалки состоят из легированного ферромагнитного мартенсита, парамагнитного остаточного аустенита и парамагнитных кар­бидов, поэтому намагниченность образца определяется соотношением (6.97). Для более или менее точного определения количества остаточного аустенита необходимо определить количество карбидов методом, не свя­занным с магнитным анализом, и иметь мартенситный эталон, по химиче­скому составу аналогичный мартенситу исследуемой стали. Определение количества карбидов может быть выполнено методом химического кар­бидного фазового анализа, но изготовление многокомпонентного мартен-ситного эталона в большинстве случаев практически невозможно.
...
Структура закаленной стали в зависимости от ее химического состава и температуры нагрева под закалку может состоять: из мартенсита (редкий случай); из мартенсита и остаточного аустенита; из мартенсита, остаточно­го аустенита и нерастворенных карбидов. Последние обычно стабильны при температурах ниже критических точек и не участвуют в процессах от­пуска. Основные изменения намагниченности при отпуске обусловлены распадом мартенсита и остаточного аустенита. Изменение химического со­става карбидов, выделившихся при отпуске, влияет на намагниченность стали в меньшей степени. Заметим, что специальные карбиды парамагнит­ны и не могут непосредственно влиять на намагниченность стали. Измене­ния последней обусловлены изменениями химического состава и количе­ства а-раствора, вызванными карбидными превращениями.
...
Наиболее значительные изменения фазового состава и намагниченно­сти при отпуске происходят в высокоуглеродистых сталях. Небольшое сни­жение намагниченности стали У10, закаленной из у-области, происходящее
...
при отпуске до 200 °С (рис. 6.71), обусловлено появлением слабомагнитных карбидов при распаде мартенсита. Это следует из необратимости темпера­турной зависимости намагниченности насыщения (кривые 1 и 2). В интер­вале температур от 200 °С до 300 °C намагниченность образца резко воз­растает вследствие распада остаточного аустенита.
...
ниченность и появляются карбиды, обладающие значительно меньшей на­магниченностью, чем мартенсит. Поэтому применение низкоотпущенных образцов в качестве эталонов для определения количества остаточного ау­стенита неизбежно приводит к погрешности.
...
Оценка количества остаточного аустенита в закаленных высоколеги­рованных сталях связана с еще большими затруднениями. В общем случае такие стали после закалки состоят из легированного ферромагнитного мартенсита, парамагнитного остаточного аустенита и парамагнитных кар­бидов, поэтому намагниченность образца определяется соотношением (6.97). Для более или менее точного определения количества остаточного аустенита необходимо определить количество карбидов методом, не свя­занным с магнитным анализом, и иметь мартенситный эталон, по химиче­скому составу аналогичный мартенситу исследуемой стали. Определение количества карбидов может быть выполнено методом химического кар­бидного фазового анализа, но изготовление многокомпонентного мартен-ситного эталона в большинстве случаев практически невозможно.
...
Структура закаленной стали в зависимости от ее химического состава и температуры нагрева под закалку может состоять: из мартенсита (редкий случай); из мартенсита и остаточного аустенита; из мартенсита, остаточно­го аустенита и нерастворенных карбидов. Последние обычно стабильны при температурах ниже критических точек и не участвуют в процессах от­пуска. Основные изменения намагниченности при отпуске обусловлены распадом мартенсита и остаточного аустенита. Изменение химического со­става карбидов, выделившихся при отпуске, влияет на намагниченность стали в меньшей степени. Заметим, что специальные карбиды парамагнит­ны и не могут непосредственно влиять на намагниченность стали. Измене­ния последней обусловлены изменениями химического состава и количе­ства а-раствора, вызванными карбидными превращениями.
...
Наиболее значительные изменения фазового состава и намагниченно­сти при отпуске происходят в высокоуглеродистых сталях. Небольшое сни­жение намагниченности стали У10, закаленной из у-области, происходящее
...
при отпуске до 200 °С (рис. 6.71), обусловлено появлением слабомагнитных карбидов при распаде мартенсита. Это следует из необратимости темпера­турной зависимости намагниченности насыщения (кривые 1 и 2). В интер­вале температур от 200 °С до 300 °C намагниченность образца резко воз­растает вследствие распада остаточного аустенита.
...
6.8.4. Исследование процессов отпуска закаленной стали методами фазового магнитного анализа
...
Выше уже упоминалось, что снижение намагниченности при низком отпуске вы­звано образованием карбидов, намагничен­ность которых значительно меньше, чем ис­ходного мартенсита. Уменьшение содержа­
...
Рис. 6.71. Температурная зави­симость намагниченности на­сыщения при нагреве и охлаж­дении образца стали У10, зака­ленного из у-области, и эталона из железа: 1 - нагрев закален­ного образца; 2 - охлаждение после нагрева до 200 °С; 3 - ох­лаждение после высокого от­пуска; 4 - нагрев и охлаждение ферритного эталона
...
В отожженных и высокоотпущенных нелегированных сталях сущест­вуют только цементитные карбиды. При низком отпуске во всех сталях возникают промежуточные £
...
Рис. 6.71. Температурная зави­симость намагниченности на­сыщения при нагреве и охлаж­дении образца стали У10, зака­ленного из у-области, и эталона из железа: 1 - нагрев закален­ного образца; 2 - охлаждение после нагрева до 200 °С; 3 - ох­лаждение после высокого от­пуска; 4 - нагрев и охлаждение ферритного эталона
...
Методика исследований кинетики изотермических превращений аустенита при использовании магнитометра Д.С. Штейнберга - В.И. Зюзина (см. раздел 6.8.1) заключается в нижеследующем. Цилиндрический образец диаметром 2...3
...
Для сталей с малой устойчивостью переохлажденного аустенита вре­мя, необходимое для переохлаждения его до заданной температуры, может оказаться больше инкубационного периода. В таком случае уже при пер­вом измерении показание магнитометра отличается от нуля и момент на­чала превращения определить не удается. Приближенно оценить инкуба­ционный период можно, экстраполируя на нуль зависимость показаний магнитометра от времени выдержки образца при заданной температуре.
...
Исследование кинетики диффузионного превращения аустенита может быть проведено количественно с использованием в качестве эталона ис­следуемого образца, претерпевшего полное разложение аустенита. При температуре диффузионного превращения любые карбиды парамагнитны, поэтому намагниченность насыщения образца Ms , подвергшегося частич­ному превращению, определяется количеством ферритной фазы Рф
...
Здесь а - показания магнитометра, соответствующие содержанию (в про­центах) ферритной фазы Рф
...
суммарное содержание избыточного (структурно-свободного) феррита и феррита, входящего в состав эвтектоида. Если принять количество фер-
...
6.8.5. Исследование кинетики превращений переохлажденного аустенита
...
Формула (6.104) справедлива для эвтектоидной стали при любой тем­пературе диффузионного превращения. Применительно к доэвтектоидным сталям эта формула также дает точные результаты для интервала темпера­тур, в котором не выделяется избыточный феррит, а сразу образуется квази-эвтектоид. В верхней части температурной области диффузионного пре­вращения в доэвтектоидных сталях, где образуется феррит, применение формулы (6.104) сопряжено с погрешностью. Количество образовавшегося феррита завышается, так как в уравнении (6.103) < . Величина этой
...
погрешности максимальна в период выделения феррита, а затем постепенно уменьшается и при завершении превращения становится равной нулю.
...
Формула (6.104) справедлива в вышеуказанных случаях при условии, что намагниченность насыщения ферритной фазы не изменяется в ходе превращения, то есть химический состав ее остается неизменным. Нару­шение этого условия может иметь место в случае высокой устойчивости переохлажденного аустенита легированных сталей, когда при длительных выдержках возможно перераспределение легирующих элементов между ферритом и карбидами. Влияние этого фактора наиболее существенно в сталях, легированных марганцем и хромом, значительно растворяющихся в цементите, а также в случае образования существенного количества спе­циальных карбидов.
...
Изменение химического состава феррита может быть обнаружено пу­тем определения температуры Кюри а -твердого раствора образцов с раз­личной степенью превращения аустенита. Чтобы зафиксировать состояние частичного распада аустенита, образец закаливают. При этом нераспав-шийся аустенит превращается в мартенсит и в образце оказывается два а-раствора: феррит и мартенсит. Определить температуру Кюри мартен­сита невозможно вследствие его распада при нагреве на феррит и карбиды. Следовательно, в образце, претерпевшем частичный распад переохлаж-
...
денного аустенита, нагретом для определения точек Кюри, существует два феррита: феррит, возникший при образовании эвтектоида, то есть непо­средственно из аустенита, и феррит, образовавшийся из мартенсита. По мере увеличения продолжительности превращения количество первого бу­дет расти, а второго - уменьшаться. Оценка пригодности уравнения (6.104) должна проводиться по постоянству точки Кюри первого феррита, количе­ство которого возрастает.
...
Не исключено, что в некоторых случаях оба феррита будут иметь одинаковый химический состав, одну и ту же температуру Кюри и, следо­вательно, окажутся неразличимыми. В таких случаях уравнение (6.104) также применимо.
...
Изменение температуры Кюри одной или обеих а -фаз по мере распа­да аустенита означает, что в ходе превращения происходило перераспре­деление легирующих элементов между фазами стали.
...
Погрешность определения намагни­ченности любой фазы и, следовательно, ее количества возрастает вблизи точки Кюри (рис. 6.73), если не обеспечено стро­гое постоянство и точное измерение тем­пературы.
...
При температурах диффузионного превращения все карбиды парамагнитны. Поэтому магнитным методом, как прави­ло, нельзя обнаружить начало перлитного превращения, если ему предшествует вы­деление избыточного феррита. Определе- п , та
...
В заэвтектоидных сталях выделение избыточных карбидов не может быть обнаружено измерениями намагниченности при температуре превра­щения. Несмотря на это, линия начала их выделения может быть построена магнитным методом. Аустенитизированные образцы выдерживают в тече­ние различного времени при температуре выделения избыточных карбидов, после чего закаливают их. Время выдержки должно быть меньше инкуба­ционного периода образования перлита. Выделение карбидов сопровожда­ется снижением содержания углерода в аустените и, следовательно, повы­шением намагниченности образующегося из него мартенсита.
...
С другой стороны, возникновение карбидов, обладающих малой на­магниченностью по сравнению с мартенситом, вызывает снижение намаг­ниченности стали. Последний эффект преобладает, и на кривой Ms
...
В заэвтектоидных сталях при температурах превращения аустенита ферромагнитен только феррит. Поэтому по формуле (6.104) определяется только количество эвтектоида без учета количества избыточных карбидов. Содержание последних должно быть определено другим способом. Для углеродистых сталей эта задача легко решается фазовым магнитным ана­лизом методом эталона, рассмотренным выше (см. раздел 6.8.2). Точное определение количества избыточных карбидов в легированных сталях ме­тодами фазового магнитного анализа сопряжено со значительными труд­ностями или невозможно.
...
Легированная сталь, претерпевшая частичное диффузионное превра­щение аустенита, в наиболее сложном случае состоит из феррита, цемен­тита, специальных карбидов и непревратившегося аустенита. Следова­тельно,
...
где Р объемный процент фазы. Таким образом, при температуре превра­щения образец содержит три парамагнитных фазы, что чрезвычайно ос­ложняет количественный фазовый магнитный анализ. Приближенные ме­тоды магнитного фазового анализа легированных сталей, основанные на ряде допущений, разработаны Б.А. Апаевым.
...
Исследование кинетики промежуточного превращения переохлаж­денного аустенита. Строгое определение степени изотермического пре­вращения аустенита в бейнит магнитным методом затруднено рядом при­чин. На промежуточных стадиях распада образец в общем случае состоит из феррита, в той или иной степени пересыщенного углеродом, карбидов и аустенита, обогащенного углеродом. По мере развития превращения объ­емное содержание фаз и их химический состав изменяются, следовательно, изменяется и их намагниченность. В легированных сталях бейнитное пре­вращение не доходит до конца и остается некоторое количество непревра-щенного аустенита. Часть этого аустенита может превратиться в мартенсит при охлаждении после окончания выдержки при температуре превраще­ния. Все это затрудняет выбор и изготовление эталона. Часто в качестве последнего применяют образец, подвергнутый закалке и отпуску при тем-
...
С другой стороны, возникновение карбидов, обладающих малой на­магниченностью по сравнению с мартенситом, вызывает снижение намаг­ниченности стали. Последний эффект преобладает, и на кривой Ms
...
В заэвтектоидных сталях при температурах превращения аустенита ферромагнитен только феррит. Поэтому по формуле (6.104) определяется только количество эвтектоида без учета количества избыточных карбидов. Содержание последних должно быть определено другим способом. Для углеродистых сталей эта задача легко решается фазовым магнитным ана­лизом методом эталона, рассмотренным выше (см. раздел 6.8.2). Точное определение количества избыточных карбидов в легированных сталях ме­тодами фазового магнитного анализа сопряжено со значительными труд­ностями или невозможно.
...
Легированная сталь, претерпевшая частичное диффузионное превра­щение аустенита, в наиболее сложном случае состоит из феррита, цемен­тита, специальных карбидов и непревратившегося аустенита. Следова­тельно,
...
где Р объемный процент фазы. Таким образом, при температуре превра­щения образец содержит три парамагнитных фазы, что чрезвычайно ос­ложняет количественный фазовый магнитный анализ. Приближенные ме­тоды магнитного фазового анализа легированных сталей, основанные на ряде допущений, разработаны Б.А. Апаевым.
...
пературе, совпадающей с изотермой в бейнитной области. В таком случае приближенное определение количества образовавшегося бейнита может быть проведено по формуле (6.104).
...
Оценка степени превращения нераспавшегося аустенита в мартенсит при охлаждении после окончания изотермической выдержки производится по результатам двух измерений намагниченности: в конце изотермической выдержки (Msj:) и после охлаждения образца до комнатной температуры и
...
пературе, совпадающей с изотермой в бейнитной области. В таком случае приближенное определение количества образовавшегося бейнита может быть проведено по формуле (6.104).
...
Оценка степени превращения нераспавшегося аустенита в мартенсит при охлаждении после окончания изотермической выдержки производится по результатам двух измерений намагниченности: в конце изотермической выдержки (Msj:) и после охлаждения образца до комнатной температуры и
...
Металловедение и термическая обработка стали: Справочник.-3-е изд. Т.1. Методы испытаний и исследования / Под ред. М.Л. Бернштейна, А.Г. Рахштадта. - М.: Металлургия, 1983.- Гл. 17. - 352 с.
...




    Машиностроение. Энциклопедия Оборудование для сварки
    Иллюстрации к началам курса «Основы материаловедения»
    Необычные свойства обычных металлов
    Физические методы исследования металлов и сплавов
    Ручная дуговая сварка
    Технология металлов и сварка
    Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учебное пособие

    rss
    Карта