Вибір температури нагріву для гартування сталі
сталь твердість аустеніт гарт
Загартуванням називають процес термічної обробки сталі, що полягає в нагріванні до температури вище критичних точок А С3 або А С1 , витримці і швидкому охолодженні (у воді, маслі або інших рідких середовищах) зі швидкістю більше критичної. Мета гарту - підвищити твердість сталі за рахунок утворення мартенситной структури. Нагрівання вище критичних точок необхідний, щоб отримати аустеніт, а швидке охолодження - щоб аустеніт перетворився в мартенсит (фазові перетворення, що протікають в сталях при нагріві і охолодженні, описані нижче).
Перетворення перліту (феритної-цементітной суміші) в аустеніт. Воно протікає при нагріванні будь стали вище точки А з1 хоча б на один градус. Крім того, при подальшому нагріванні в доевтектоїдних сталях в інтервалі температур А з1 - А с3 в аустеніт розчиняється надлишкова ферит. Вище точки А с3 стали знаходяться в однофазному аустенітному стані. Причому чим вище температура, тим крупніше виходить аустенитное зерно. Для отримання дрібного аустенітного зерна сталь необхідно нагрівати всього на 30 - 50 про С вище точки А с3 .
Перетворення аустеніту в перліт. Цей процес відбувається у верхньому температурному інтервалі (А з1 - 550 про < span align = "justify"> С) діаграми ізотермічного перетворення переохолодженого аустеніту. Наприклад, при швидкостях охолодження V 1 і V 2 аустеніт розпадається з утворенням перлітних структур в інтервалі температур ас і А "З відповідно.
Слід мати на увазі, що чим вище швидкість охолодження, тим нижче температурний інтервал розпаду аустеніту, дисперсні і твердіше виходить суміш фериту і цементиту. Продукти розпаду аустеніту (перліт, сорбіт, тростит) мають пластинчаста будова і відрізняються один від одного ступенем дисперсності пластин фериту і цементиту. p align="justify"> Загартування може бути повною і неповною. Повної є гарт на мартенситную структуру, а неповної - гартування на мартенсит і надлишкову структуру (ферит або цементит). Результат гарту залежить від температури нагріву. У свою чергу, температуру нагрівання вибирають залежно від структурної групи стали (малюнок 1). p align="justify"> доевтектоїдної стали піддають повному загартування:
Т н = А С3 < span align = "justify"> + (30 ... 50) про С.
При такому нагріванні феритної-перлітною структура повністю перейде в аустеніт, який при швидкому охолодженні перетвориться на мартенсит:
В
Твердість сталі - максимальна.
Нагрівання вище точки АС1, але нижче АС3 (точка в на ординате I) призведе до неповної загартуванню, так як перліт перетвориться на аустеніт, а надлишковий ферит не зміниться. Тому після охолодження, крім мартенситу, в структурі збережеться надлишковий ферит:
В
Так як твердість фериту менше твердості мартенситу, він знижує твердість загартованої сталі.
Нагрівання нижче точки А С1 , наприклад до точки а на ординате I сплаву (не забезпечить освіти аустеніту, отже, після охолодження не буде і мартенситу. Загартування взагалі не вийде:
В
заевтектоідних стали ордината II на діаграмі В«залізо - цементитВ», навпаки, піддають неповної загартуванню:
Тн = АС1 + (30 ... 50), оС.
У заевтектоідной стали вихідна структура - перліт і цементит вторинний. При нагріванні вище точки АС1 (точка е на ординате II) тільки перліт перейде в аустеніт, а цементит вторинний залишиться. Причому в аустеніт буде розчинено близько 0,8% С. При охолодженні аустеніт перейде в мартенсит, а цементит вторинний залишиться:
В
Так як твердість цементиту вище твердості мартенситу, його присутність не тільки не знизить твердості загартованої сталі, але і підвищить її зносостійкість.
Нагріванн...
