«Изучение микроструктуры и свойств углеродистых сталей и чугунов»
жүктеу/скачать 434.71 Kb.
|
Дефекты сталейСвойства сталей в значительной мере зависят от ее структуры, в том числе свойства доэвтектоидных (конструкционных) сталей со структу- рой феррит и перлит зависят от действительного размера исходного зер- на аустенита, а также от взаимного распределения феррита и перлита, что определяется различными факторами. Равновесные структуры в ре- альных условиях получают при малых скоростях охлаждения, например при охлаждении вместе с печью (при отжиге) от температур, соответ- ствующих аустенитной области диаграммы железо – цементит. Зерна при этом имеют компактную равноосную (полиэдрическую или округ- лую) форму, распределение феррита и перлита равномерное по сечению зерна. В ряде случаев наблюдаются пороки строения. Для литой и пере- гретой стали характерно крупное зерно. В стальных отливках (особенно средних и крупных) формируется крупнозернистая и неравномерная по размеру зерна структура. Зерно исходного аустенита укрупняется и при перегреве, то есть при нагревании, значительно превышающем темпера- туры полного превращения в сталях на 200 – 300 °С. Это имеет место при цементации, диффузионном отжиге, горячем пластическом дефор- мировании, при превышении оптимальных температур термообработки. Чем выше температура процесса, продолжительней выдержка и сталь более склонна к росту зерна (является наследственно-крупнозернистой), тем крупнее получается зерно. Рост зерна незначительно снижает меха- нические свойства сталей, определяемые при статическом растяжении (в, т, , ), твердость, но резко уменьшает ударную вязкость (КСU), повышает порог хладноломкости, увеличивает склонность к хрупкому разрушению. При ускоренном охлаждении перегретой стали происходит аномаль- ный рост в аустените кристаллов феррита (в доэвтектоидной стали) или вторичного цементита (в заэвтектоидной стали). Формируется так назы- ваемая видманштеттова структура. При ее образовании выполняется принцип размерного и структурного соответствия, когда кристаллы феррита (цементита) прорастают ориентированно относительно кри- сталлической решетки исходного аустенита и имеют форму пластин. Стали с видманштеттовой структурой так же, как и крупнозернистой, присущи низкая ударная вязкость и повышенная хрупкость. При обработке давлением возникает другой структурный дефект (порок строения) – строчечность в расположении структурных состав- ляющих – феррита и перлита, что приводит к анизотропии свойств. Если деформирование ведется при температурах выше температур полного фазового превращения (в области аустенита), а завершается в межкри- тическом интервале температур (между А1 и А3), то феррит, выделяю- щийся из аустенита в первую очередь, формируется в виде строчек в направлении деформирования. Другая причина возникновения строчеч- ной структуры – загрязнение стали неметаллическими включениями, обычно сульфидами. При обработке давлением они вытягиваются, и феррит, зарождающийся на этих включениях, образует вытянутые скоп- ления (строчки). Сталь со строчечной структурой имеет худшие механи- ческие свойства (прочность, пластичность и особенно вязкость) в попе- речном и высотном направлениях по сравнению с основным направле- нием деформирования. Перечисленные пороки строения доэвтектоидных сталей исправля- ются проведением отжига с полной фазовой перекристаллизацией (пол- ным отжигом с нагревом выше температуры Ас3), либо нормализацией (нагрев выше Ас3, охлаждение на спокойном воздухе). Однако строчеч- ность, вызванную неметаллическими включениями, нельзя устранить полностью, она становится менее выраженной при проведении нормали- зации. Полученная после термообработки мелкозернистая феррито-перлитная структура обеспечивает повышение пластичности и вязкости.
жүктеу/скачать 434.71 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|