Металл материалдары
Ферритті-карбидті құрылымның қыздыру кезінде аустенитке өзгеруі
жүктеу/скачать 6.13 Mb.
|
| 10.2 Ферритті-карбидті құрылымның қыздыру кезінде аустенитке өзгеруі
Термиялық өңдеу түрлерінің көпшілігінде болатты аустенитке өзгеру температурасына дейін қыздырады. Қыздыру кезіндегі аустениттің пайда болуы кристалдану теориясының негізгі ережелеріне байланысты диффузиялық процесс. Болатты қыздыру кезінде жүретін фазалық өзгерістерді темір-көміртегі диаграммасынан көруге болады ( 38-сурет). Құрамында 0,8%С бар эвтектоидты болатты Ас1 нүктесінен жоғары қыздырғанда перлит (ферритті-карбидті құрылым) аустенитке өзгереді: Ф (0,02%) + Fe3 C → A0,8%C Бұл өзгеру қатарынан жүретін екі процестен тұрады: аллотропиялық өзгеру α→γ және цементиттің аустенитте еруі. Эвтектоидқа дейінгі болатты Ас1 нүктесінен жоғарыда қыздырғанда перлит аустенитке өзгеріп, екі фазалы құрылым – аустенит және феррит түзіледі. Әрі қарай қыздыру кезінде Ас1 – Ас3 нүктелері аралығында феррит біртіндеп аустенитке өзгереді; мұнда аустениттің құрамындағы көміртегі GS сызығының бойымен өзгеріп отырады (38- сурет). Ас3 нүктесінде феррит толығымен аустенитке айналып, ондағы көміртегінің мөлшері эвтектоидты болаттың құрамындағы көміртегінің мөлшерімен теңеледі. Эвтектоидтан кейінгі болаттың өзгеруі осыған ұқсас өтеді. Ас1(7270С) нүктесінен сәл жоғары температурада қыздырғанда перлит аустенитке өзгереді. Ас1 – Аст температуралары аралығанда цементит аустенитте ериді де, Аст температурасынан жоғарыда тек аустенит болады, құрамындағы көміртегі эвтектоидтан кейінгі болаттағы көміртегінің мөлшеріне теңеледі. Перлиттің аустенитке өзгеру механизміне сай алғашында аустенит өскіндері пайда болады, соңынан осы өскіндер өсіп дамиды. Ас1 (7270С) температурасынан жоғарыдағы аустениттің құрамындағы көміртегі 0,8% теңеледі. Мұндай аустениттің қалай пайда болуын қарастыралық. Ас1 нүктесінен жоғары қыздыру кезінде аллотропиялық өзгерістен α→γ жылжу шекаралары туындап, оның нәтижесінде көміртегі аз, формасы тілімшекті алғашқы аустенит пайда болады. Жаңадан пайда болған аустенитте цементиттің еруіне байланысты көміртегінің мөлшері көтеріледі. Аустенит өскіндерінің өсуіне байланысты жылжыған шекаралар түзетіліп, аустениттің тепе-теңдік күйге қалыптасуына әсерін тигізеді. Аустениттің алғашқы өскіндері феррит пен цементит фазаларының шекарасында орналасады ( 49, б – сурет, I, II). 1- перлиттің аустенитке өзгеруінің басталуы; 2- перлиттің аустенитке өзгеруінің аяқталуы. 49 – сурет. Эвтектоидты болаттың (0,8 %) аустенитке изотермиялық өзгеру диаграммасы (а) және ферритті-карбидті құрылымның аустенитке өзгеру схемасы (б). Аустениттің құрамындағы көміртегінің атомдары қарқынды диффузияланудың салдарынан жаңадан пайда болған аустениттің өскіндері өсіп дами бастайды да, оның құрамындағы цементит еріп α→γ өзгереді, сонымен бірге аустениттің жаңа түйіршіктері туындайды. Цементиттің еруіне байланысты аллотропиялық өзгеріске α→γ түскен аустениттің көлемі тезірек өседі, ферриттен аустенитке өзгерген болаттың құрылымында аздаған цементит сақталады (49,б - сурет, III). Цементит аустенитте толығымен еру үшін изотермиялық қыздыру уақытын ұзарту керек. Жаңадан қалыптасқан аустениттің құрамындағы көміртегінің орналасу реті біркелкі емес. Цементиттің бөлшектеріне жақын орналасқан аустениттегі көміртегінің концентрациясы, ферриттің бөлшектерінің маңайындағыдан жоғары. Оны біртегістеу (гомогенизация) үшін қосымша уақыт жұмсалады. Ферритті-цементитті құрылымның аустенитке өзгеруін аустениттің изотермиялық өзгеру диаграммасынан көруге болады (49,а- сурет). Мысалы, құрамында 0,8% көміртегі бар эвтектоидты болат алынған. Диаграммада көрсетілгендей перлиттің аустенитке өзгеру процесі температура жоғарылаған сайын тездейді. Егер Ас1 (7270С) температурасында перлит аустенитке минуттар ішінде өзгерсе, 800-8500С температурада 5-10 секунд қана қажет (49, а- сурет). Диффузиялық процестің жылдамдығының артуына байланысты аустениттің көлемі ұлғайып, жаңадан аустенит өскіндерінің пайда болу мүмкіншілігі туады. Ферритті –цементитті құрылымның аустенитке өзгеруі тек қыздыру температурасына ғана байланысты емес, оның бастапқы күйіне де қарайды. Ферритті –цементитті құрылым бастапқыда жұқа болса, аустениттің өскіндер саны көбейіп, диффузия жолы азаяды, аустениттендіру процесі жылдам өтеді. Егер цементиттің бастапқы құрылымы домаланған және ірі болса, онда аустениттендіру процесі баяу жүреді. Болаттың құрамындағы көміртегінің көлемі артқан сайын аустенитке өзгеру процесі жылдамдайды, феррит пен цементиттің қосынды ауданының ұлғаюына байланысты цементиттің көлемі артады. 50– сурет. Үздіксіз қыздыру кезінде аустениттің пайда болу диаграммасы. Эвтектоидты болат (0,8%). Егер болаттың құрамына хром, молибден, вольфрам, ванадий және басқа да карбид түзуші элементтер енгізілсе, онда аустенитте тығыз еритін легірленген цементит немесе легірлеуші элементтердің карбидтерін түзіп, аустениттендіру процесі тежеледі. Перлитті аустенитке өзгерту үшін үздіксіз қыздыруды қолдануға болады. Үздіксіз қыздыру процесі кезінде перлиттің аустенитке өзгеруі әртүрлі жылдамдықпен қыздыру кезінде өтеді. 50-суреттегі термокинетикалық диаграммадағы көрсетілген қыздыру температуралары V1< V2< V3< V4 . Қыздыру жылдамдығы жоғарылаған сайын перлиттің аустенитке өзгеру температурасы жоғарылайды. Перлиттің аустенитке өзгеретін температура аралығы ( t1 -_ t2 , t3 - t4 ) қыздыру жылдамдығы жоғарылаған сайын (50- сурет) ұлғая түседі. Сол себепті болатты аустениттендіру үшін қыздыру жылдамдығына сәйкес қыздыру температурасы үлкен болу керек. жүктеу/скачать 6.13 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|