аються при охолодженні сплаву з концентрацією вуглецю 3,6% (рис. 1, б). Початок затвердіння сплаву, що містить 3,6% С, відповідає температурі t 1, що лежить на лінії ликвидус НД Нижче температури t 1 сплав має двухфазное стан: рідина і кристали аустеніту. Кристалізація аустеніту протікає при зміні температури (С=2 + 1-2=1), і на кривій охолодження відзначається перелом. Склад рідини змінюється по лінії ликвидус, а аустеніту - по лінії солидус.
При температурі одна тисяча сто сорок сім ° С (лінія ЄС, точка t 2) аустеніт досягає граничної концентрації, що вказується точкою Е (2,14% С), а залишилася рідина - евтектичного складу 4,3% С (точка С). Вона твердне при одночасній кристалізації двох фаз (аустеніту і цементиту), створюючих ледебуріт:
Процес евтектичною кристалізації протікає при постійній температурі (на кривій охолодження спостерігається зупинка), так як при наявності трьох фаз: аустеніту (2,14% С), цементиту (6,67% С) і рідини ( 4,3% С), число ступенів свободи дорівнює нулю (С=2 + 1 - 3=0). Після затвердіння сплав складається з кристалів аустеніту граничної концентрації і ледебуріта (аустеніт + цементит).
При подальшому зниженні температури з аустеніту виділяється цементит. Склад аустеніту при цьому змінюється по лінії SE.
При температурі 727 ° С (лінія PSK, точка t 3) аустеніт, збіднений вуглецем до евтектоїдного складу (0,8% С), зазначених вище точкою S, розпадається з одночасним виділенням двох фаз: фериту і цементиту , що утворюють перліт:
Аналогічні перетворення протікають у всіх сплавах, що містять 2,14-4,3% С; після охолодження (нижче температури 727 ° С) структура їх полягає, з перліту, ледебуриту (перліт + цементит) і вторинного цементиту. Сплави подібної структури відносяться до групи доевтектичних чавунів. Вторинний цементит в чавунах не виявляється під мікроскопом у вигляді окремих частинок, так як вони виділяються в Ледебур (на вхідних в нього частинках цементу).
Питання 4. Наведіть діаграму ізотермічного перетворення аустеніту для сталі У8, нанесіть на неї криву режиму ізотермічної обробки, що забезпечує одержання твердості 45-50 НRС. Опишіть, як цей режим називається, опишіть сутність перетворень і яка структура виходить в даному випадку
Як випливає з діаграми ізотермічного перетворення, в результаті термообробки повинна бути отримана структура бейнита, що володіє необхідною твердістю.
Для цього використовуємо ступінчасту загартування? виріб, нагріте до температури гарту, переносимо в ванну з розплавленими солями, нагрітими вище температури мартенситного перетворення і витримуємо при цій температурі до завершення перетворення аустеніту в Бейн. Потім виріб охолоджуємо на повітрі. Крива режиму обробки наведена на діаграмі.
Визначимо режим загартування більш докладно.
Сталь У8 містить 0,8% С, тобто відноситься до евтектоїдних сталей, для яких. Температура гарту повинна на 30-50 ° С перевищувати температуру точки А1. Виходячи з цього призначаємо температуру нагрівання під загартування tз=780 ° С. Витримка при цій температурі визначається розмірами деталі? вона повинна бути рівномірно прогріта на весь переріз.
Температура першого ступеня охолодження і витримку при ній визначаємо орієнтовно по діаграмі ізотермічного перетворення? t1 »320 ° С, t1» 6300 с. Дана температура може бути забезпечена розплавом гідроксиду натрію (NaOH).
Після витримки на першій ступені деталь виймається з розплаву і подальше охолодження відбувається на повітрі.
Розглянемо сутність бейнітного перетворення. Бейнітне перетворення, є проміжним між перлітним і мартенситним і відбувається в інтервалі температур охолодження 500-250 ° С. Механізм бейнітного перетворення полягає в тому, що при дифузійному перерозподілі вуглецю в аустеніт утворюються області, збагачені і збіднені вуглецем. Області, збіднені вуглецем, зазнають Бездифузійний перетворення в мартенсит, а області аустеніту, збагачені вуглецем, виділяють частки цементита, збіднюючи вуглецем. Збіднений вуглецем аустеніт бездіффузіонним шляхом перетворюється в мартенсит, який нестійкий при даній температурі і в процесі ізотермічної витримки розпадається на феритної-цементітную суміш. Це перетворення має риси дифузійно-перлітного і Бездифузійний-мартенситного перетворень. У результаті утворюється структура Бейн, що представляє собою суміш a-фази (фериту) і карбідів дуже дрібних розмірів.
Таке перетворення характерно для вуглецевих сплавів. В інтервалі температур охолодження 500-350 ° С утворюється верхній Бейн, що має перлітоподобное будову, а в інтервалі 350-250 ° С (як у нашому випадку) - нижній Бейн, що має голчасті мартенсітоподобное будову. Нижній бейніт важко від...
