Аустенит

Аустенит в отличие от перлита (механической смеси железа — феррита с пластин ками цементита) является однородным твердым рэствором углерода в железе.

При нагреве зерна структурных составляющих превращаются в зерна аустенита+феррит в доэвтектоидных сталях и аустенитаfцементит в заэвтектоидных, а при переходе верхних критических точек Ас, лежащих по линии GSE, все зерна превращаются в аустенит.

Естественно, что при охлаждении углеродистой стали, находящейся в аустенитном состоянии (в области AGSE), идет обратный процесс — часть аустенитных зерен превращается в зерна перлита. Для эвтектоидной стали критические точки ACl и Ас, совпадают и находятся на уровне 723° С, являющемся самой низкой температурой структурных превращений для сплавов железо — углерод.

Линия АЕ соответствует температурам начала плавления сталей, началу перехода твердого раствора — аустенита в жидкое состояние при нагревании металла и соответственно концу затвердевания при охлаждении. Линия АС соответствует температурам полного расплавления твердого раствора при нагревании и началу кристаллизации при охлаждении жидкой стали.

Наклонное расположение линий АЕ и АС означает, что по мере увеличения процента содержания углерода в стали снижается температура начала и конца плавления твердого раствора при нагреве или температура начала и конца кристаллизации при охлаждении. Пользуясь диаграммой состояния железоуглеродистых сплавов, можно легко ориентироваться в характере структурных изменений, происходящих при нагреве или охлаждении.

Часть диаграммы состояния сплавов железо—углерод, относящаяся к стали  Гнк — температура начала ковки,

Ткк — то же, конца ковки.

Для примера рассмотрим сталь 30. Изменения в структуре стали представляются на диаграмме вертикальной штриховой линией, восстановленной из точки 0,3 на оси абсцисс (точка а) и продленной до пересечения с линией АС.

При температурах до 723° С (точка б) сталь состоит из феррита и перлита, при повышении температуры выше 723° С начнутся превращения перлита в аустенит и в интервале температур 723—830° С структура стали будет состоять из аустенита+феррит.

В точке в, лежащей на линии GSE, при температуре 830° С превращение перлита в аустенит закончится полностью, и при дальнейшем нагревании структура стали будет состоять только из зерен аустенита. В точке г, лежащей на линии АЕ и соответствующей температуре 1480° С, начинается плавление, а в точке д сталь полностью переходит в жидкое состояние.

Та же сталь 30 (жидкая) при медленном охлаждении претерпевает следующие превращения: в точке д начинается, а в точке г заканчивается затвердевание; далее до точки в идет охлаждение твердого раствора аустенита; в точке в начинается и в точке б (на линии PSK) заканчивается выделение феррита; остаток аустенита в точке б превращается в перлит. При дальнейшем охлаждении сталь приобретает исходную структуру феррит+перлит.

Заштрихованная часть диаграммы состояния  помогает правильно выбрать интервалы ковки — верхний предел температуры нагрева заготовки перед ковкой, а также установить нижний предел температуры ковки, при котором рекомендуется прекратить ее.

«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий

Топливо для кузнечного производства

В кузнечных нагревательных печах и горнах применяется твердое, жидкое и газообразное топливо. Основными требованиями, предъявляемыми к топливу, являются удобство сжигания и обеспечение высококачественного нагрева при относительно низкой себестоимости его. Твердое топливо Естественным твердым топливом являются каменные (антрациты, бурые и др.) угли, торф, дрова и др.; из них получают искусственные виды твердого топлива: кокс, древесный уголь,…

Многократный нагрев и его влияние на расход топлива

В практике свободной ковки при формообразовании крупных и сложных поковок зачастую совершенно невозможно закончить ковку с одного нагрева (с одного выноса из печи). Заготовку, температура которой в процессе ковки снизилась до нижнего предела рекомендуемого интервала, нагревают повторно один или несколько раз в зависимости от размеров и сложности поковки. Время каждого повторного нагрева принимается равным 50—60%…

Газообразное топливо

Газообразное топливо является самым удобным из всех видов топлива для сжигания в нагревательных печах. Легкая  смешиваемость газа с воздухом и возможность их подогрева перед сжиганием создают благоприятные условия в рабочей камере печи для полного сгорания топлива почти без избытка воздуха. При работе печи на газообразном топливе возможна полная автоматизация процесса. Газообразное топливо бывает природным и…

Охлаждение поковок

Важным фактором, влияющим на качество поковок, является режим охлаждения их после ковки. При быстром нерегулируемом охлаждении, сталей, особенно низкопластичных (легированных), в поверхностных слоях поковки, начиная от 700° С и ниже возникают растягивающие тепловые напряжения, а также так называемые структурные напряжения, которые могут вызвать появление внутренних и наружных трещин и флокенов. Поэтому по окончании ковки рекомендуется…

Влияние нагрева на свойства металла

Нагрев заготовки при горячей обработке металлов давлением необходим для повышения пластичности, а следовательно, и ковкости материала. Пластичность характеризуется величиной уменьшения высоты образца до появления трещин, вязкостью при ударных нагрузках и относительным удлинением образца при разрыве. Ковкостью называется способность металла при высокой пластичности оказывать незначительное сопротивление деформированию. Пластичность и ковкость в значительной степени зависят от температуры…