Охлаждение стали У8
При непрерывном охлаждении стали У8 получена структура тростит+мартенсит. Нанесите на диаграмму изотермического превращения аустенита кривую охлаждения, обеспечивающую получение данной структуры. Укажите интервалы температур превращений и опишите характер превращения в каждом из них.
Интервалы температур:
700…550 – Перлитное превращение
550…200 – Бейнитное (промежуточное) превращение
200…–80 – Мартенситное превращение
Поскольку с понижением температуры скорость диффузии углерода замедляется, процессы превращения аустенита, связанные с перераспределением углерода, не успевают получить своего полного развития. Вследствие этого у быстро охлажденной стали возникают неравновесные структурные состояния: сорбит, тростит и мартенсит. Сорбитом называется смесь феррита и цементита. Практически сорбит возникает при распаде аустенита в условиях сравнительно невысокой скорости охлаждения.
Дальнейшее увеличение переохлаждения приводит к образованию тростита, представляющего также смесь феррита и цементита, но большей степени дисперсности.
При наиболее резком охлаждении возникает принципиально отличная от вышеуказанных состояний структурная форма стали— мартенсит.
На схеме диаграммы изотермического превращения условно показана область мартенситного превращения (ниже Мн). Мартенситное превращение интенсивно протекает при непрерывном охлаждении в интервале температур от Мн до Мк. Малейшая изотермическая выдержка в этом интервале температур приводит к стабилизации аустенита, т. е. превращение не доходит до конца, и кроме мартенсита в структуре наблюдается так называемый остаточный аустенит. Для получения мартенситной структуры аустенит углеродистых сталей необходимо очень быстро и непрерывно охлаждать, применяя для этого холодную (лучше соленую) воду. Быстрое охлаждение необходимо для того, чтобы подавить возможные диффузионные процессы и образование перлитньгх и бейнитных структур.
В процессе мартенситного γ –> α-превращения углерод остается в твердом растворе, искажая кристаллическую решетку Fеа. Мартенсит имеет тетрагональную пространственную решетку.
Свойства мартенсита сталей зависят от количества растворенного в нем углерода. Мартенсит имеет очень высокую твердость, равную или превышающую НRС 60, при содержании углерода, большем 0,4 %. С увеличением содержания углерода возрастает хрупкость мартенсита. Мартенситное превращение в сталях сопровождается заметным увеличением объема. Весьма сильно изменяются и другие физические свойства стали.