Перлитное превращение в эвтектоидной стали

Весьма условное подразделение перлитных структур на собственно перлит, сорбит и троостит, хотя и устарело, но продолжает использоваться, особенно в практике термической обработки стали.

Перлитное превращение в эвтектоидной стали протекает при диффузионном распаде аустенита в интервале от А1 до температур вблизи изгиба («носа») С-кривой (смотрите рисунок Диаграмма изотермического распада аустенита). Ниже изгиба С-кривой в интервале примерно 500 — 250 °С происходит превращение другого типа — бейнитное, которое является промежуточным между перлитным и мартенситным и потому будет обсуждено после рассмотрения мартенситного превращения (смотрите Бейнитное превращение).

Наряду с межпластиночным расстоянием внутри колонной перлита важной структурной характеристикой является размер колоний. Эти колонии при разрушении стали ведут себя как самостоятельные зерна. Размер фасеток в изломе в среднем равен размеру перлитных колоний. С уменьшением размера перлитных колоний, называемых также эвтектоидными зернами, ударная вязкость стали растет.

Размер колоний зависит от соотношения л. с. р./с. з. ц.
С увеличением переохлаждения аустенита скорость зарождения центров перлитных колоний возрастает быстрее линейной скорости их роста что приводит к уменьшению размера колоний.

Скорость зарождения центров эвтектоидного распада
— структурно чувствительная характеристика, в то время как линейная скорость роста мало чувствительна к структурным неоднородностям. Как уже отмечалось, перлитные колонии зарождаются прежде всего на границах аустенитных зерен.

Форма колоний, растущих по одну или по обе стороны от границы аустенитных зерен, близка к полусферам или сферам. Чем мельче зерно аустенита, тем больше суммарная межзеренная поверхность и больше общее число центров перлитного превращения.


Сфералиты троостита (темные) на фоне мартенсита

Сфералиты троостита (темные) на фоне мартенсита

Х300.


Перлитные колонии зарождаются также внутри аустенитных зерен на частицах карбидов и в участках неоднородной концентрации углерода, оставшихся после неполной гомогенизации аустенита при перлитоаустенитном превращении.

С повышением температуры в аустенитной области растет зерно и аустенит делается гомогеннее, что уменьшает число центров перлитного превращения и приводит к укрупнению перлитных колоний. При этом межпластиночное расстояние в перлите уменьшается, так как гомогенный и крупнозернистый аустенит сильнее переохлаждается.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

Патентирование

Для получения высокопрочной канатной, пружинной и рояльной проволоки применяют изотермическую обработку, которая известна с 70-годов XIX в. и получила название патентирования. Проволоку из углеродистых сталей, содержащих от 0,45 до 0,85%С, нагревают в проходной печи до температуры на 150 — 200 °С выше Ас3, пропускают через свинцовую или соляную ванну с температурой 450 — 550 °С…

Нормализация

При нормализации сталь нагревают до температур на 30 — 50 °С выше линии GSE и охлаждают на воздухе (смотрите рисунок Температура нагрева сталей для отжига 2-го рода). Ускоренное по сравнению с отжигом охлаждение обусловливает несколько большее переохлаждение аустенита (смотрите рисунок Основные разновидности отжига 2-го рода доэвтектоидной стали). Поэтому при нормализации получается более тонкое строение эвтектоида…

Изотермический отжиг

Малая степень переохлаждения аустенита, необходимая при отжиге, может быть получена не только при непрерывном охлаждении стали с печью. Другой путь — ступенчатое охлаждение с изотермической выдержкой в интервале перлитного превращения (смотрите рисунок Основные разновидности отжига 2-го рода доэвтектоидной стали). Такая термообработка называется изотермическим отжигом. После нагрева до температуры выше А3 сталь ускоренна охлаждают до температуры…

Влияние режима сфероидизирующего отжига

Для режима сфероидизирующего отжига заэвтектоидных сталей характерен узкий температурный «интервал отжигаемости». Нижняя его граница должна находиться немного выше точки А1, чтобы образовалось большое число центров выделения карбида при последующем охлаждении. Верхняя граница не должна быть слишком высокой, так как иначе из-за растворения в аустените центров карбидного выделения при охлаждении образуется пластинчатый перлит. Так как точки…

Сфероидизирующий отжиг

Для заэвтектоидных сталей полный отжиг с нагревом выше Аст (линия ES) вообще не используют, так как при медленном охлаждении после такого нагрева образуется грубая сетка вторичного цементита, ухудшающая механические и другие свойства. К заэвтектоидным углеродистым сталям широко применяют отжиг с нагревом до 740 — 780 °С и последующим медленным охлаждением. После такого нагрева в аустените…