![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Краткие теоретические сведения. Закалка – это термическая обработка, при которой главным процессом является формирование неравновесной структуры во время ускоренного охлаждения
Закалка – это термическая обработка, при которой главным процессом является формирование неравновесной структуры во время ускоренного охлаждения. Углеродистые стали подвержены закалке с полиморфным превращением, когда главным процессом является мартенситное превращение высокотемпературной фазы (аустенита). Поэтому закалку углеродистых сталей называют закалкой на мартенсит. Мартенсит – это пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в α - железо. Мартенситное превращение протекает при быстром охлаждении углеродистой стали от температуры аустенизации со скоростью не ниже критической скорости (Vкр.). Такую скорость охлаждения может обеспечить, например, охлаждение стали в воде. При этом весь углерод, ранее растворенный в решетке аустенита, остается в решетке α –железа. Так как количество углерода в решетке мартенсита много больше, чем в равновесном состоянии (0, 006 %), она искажена и приобретает тетрагональную форму (рис. 19.1).
Чем больше в стали углерода, тем больше искажена решетка мартенсита и тем выше его твердость. Поэтому мартенсит в высокоуглеродистых сталях может иметь очень высокую твердость (до 65 НRC). Как уже отмечалось в предыдущей работе, высокая твердость мартенсита обусловлена, во-первых, искажениями кристаллической решетки и, соответственно, большими внутренними напряжениями; во-вторых, возникновением фазового наклепа вследствие увеличения объема при превращении аустенита в мартенсит. Мартенситные превращения начинаются при некоторой температуре МН (начало мартенситных превращений) и заканчивается при температуре МК (конец мартенситных превращений). Положение точек МН и МК не зависит от скорости охлаждения, но зависит от содержания углерода в стали (рис. 19.2). Если содержание углерода в стали превышает 0, 6-0, 7 %, то МК лежит в области отрицательных температур. Это значит, что после полного охлаждения стали в ее структуре, помимо мартенсита, будет присутствовать остаточный аустенит, понижающий твердость закаленной стали. В этом случае, чтобы получить максимальное количество мартенсита, необходимо после закалки в воде сделать еще и обработку холодом.
Таким образом, следует различать твердость закаленной стали и твердость кристаллов мартенсита, так как в закаленных сталях (в основном в заэвтектоидных сталях) имеется остаточный аустенит. С увеличением количества углерода до 0, 5-0, 6 %, твердость кристаллов мартенсита увеличивается, а при дальнейшем увеличении количества углерода практически не изменяется (рис. 19.3). Твердость углеродистой стали, закаленной на мартенсит, с увеличением содержания углерода в стали проходит через максимум при концентрации около 0, 9 % С, а затем снижается (рис. 19.4) из-за увеличения объемной доли мягкого остаточного аустенита. Способность стали к повышению твердости при закалке называется закаливаемостью. Закаливаемость характеризуется максимальной твердостью, которая может быть получена на поверхности изделия после закалки. Как уже отмечалось, значение твердости углеродистой стали зависит от содержания углерода.
|