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

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…

Предел прочности стали сгв кГ/мм2 при нагреве

При нагреве большинства даже самых прочных углеродистых и конструкционных сталей до температуры 1000° С пластичность Марка стали Температура нагрева в °С 15 700 80 900 1000 1100 10 32,0 10,7 6,3 3,2 — — 30 48,0 12,7 8,6 5,9 4,2 2,0 40 57,0 15,9 9,4 6,6 3,8 — У9 — 17,0 11,5 7,0 5,0 2,4…

Температурные интервалы ковки и горячей штамповки

Марка стали Температура, °С Рекомендуемый интервал ковки, в °С начала ковки Конца ковки не выше не ниже 20, 25, 30, 35 1280 830 720 1250-750 АО, 45, 50 1260 850 760 1220-800 55, 60 1240 850 760 1190-800 65, 70 1220 850 770 1180-800 15Г, 20Г, ЗОГ 1250 850 750 1230-800 40Г, 50Г, 60Г, 65Г…

Роста зерен в поковке

Во избежание роста зерен в поковке ковку заканчивают при вполне определенной для каждой марки стали температуре, лежащей на линии Ткк. Таким образом, величина зерен после ковки, а следовательно, и механические свойства поковок зависят от качества исходной заготовки, температуры нагрева под ковку, степени измельчения зерен при ковке и температуры, при которой заканчивается ковка. Температура начала ковки…

Скорость, с которой можно нагревать металл

Скорость, с которой можно нагревать металл, является одним из важных элементов технологии свободной ковки, так как от нее зависит производительность, качество нагрева и качество поковок. Продолжительность нагрева, т. е. проникновение тепла (в тело) в толщу всей заготовки, зависит от теплопроводности металла, его теплоемкости, разности температур печного пространства и заготовки (так называемого перепада температуры), размеров и…