Зародыш - аустенит
Cтраница 4
 |
Распреде-иение углерода в процессе превращения Я А при температуре 7i.| Положение точек Ci и Ci на диаграмме Fe-С. [46] |
Вероятность образования такого зародыша в результате самопроизвольного перераспределения углерода, растворенного в феррите, ничтожно мала по сравнению с вероятностью его образования на поверхности раздела с цементитом, в котором концентрация углерода в 300 раз выше, чем в феррите. Соседство с таким богатым источником углерода ставит пограничные зародыши у-фазы в преимущественные условия и обеспечивает исключительное их развитие до критических размеров и далее. Поэтому механизм превращения перлита в аустенит вблизи точки At сводится к появлению зародышей аустенита с 0 8 % С на границе цементита и феррита и последующему их диффузионному росту. [47]
Рассмотрим в свете сказанного вопрос о местах зарождения аустенит-ных участков. Как уже было отмечено, наблюдения многих авторов свидетельствуют о гетерогенном зарождении 7 - Фазы - Однако возникновение аустенита вовсе не обязательно должно быть связно именно с поверхностью раздела феррита и карбидов, поскольку пред зрительное значительное обогащение а-фазы углеродом не является необходимым условием для протекания а - 7-превращения. Именно поэтому, как указывали авторы цитированных выше работ [5 - 7], как правило, зародыш аустенита возникает не просто на поверхности раздела феррит-карбид, а в тех местах, где карбидные частицы располагаются по границам зерен. Эти места являются предпочтительными для образования 7 - Фазы как в связи с присуствием самой поверхности, обеспечивающей возможность гетерогенного образования зародыша, так и в связи с концентрационными изменениями, которые, безусловно, облегчают образование зародышей 7-фазы в этих местах. Подробнее вопрос о местах формирования 7 - Фазы в разных условиях будет обсужден в гл. [48]
Возможно, что при - образовании зародышей аустенита определенную роль играют и флуктуации расположения атомов. В объеме феррита возникают флуктуационные участки с решеткой аустенита, в которые на границе с цементитом поступает углерод из карбида. Если эти флуктуации имеют размер не менее критического, то они могут превратиться в зародыш аустенита. [49]
В объеме феррита на границе с цементитом возникают флуктуационные участки с решеткой аустенита, в которые поступает углерод из карбида. Некоторые исследователи полагают, что механизм а - у-перестройки сдвиговый при наличии когерентных границ. В образовавшиеся по сдвиговому механизму пластинчатые участки у-фазы от Fe3C диффундирует углерод и они становятся способными к росту зародышами аустенита. При росте зародыша когерентность а - и у-решеток нарушается, сдвиговый механизм заменяется нормальным механизмом роста, и зерна аустенита приобретают равноосную форму. [51]
 |
Превращение стали с феррито-цементитной структурой при нагреве. [52] |
В объеме феррита на границе с цементитом возникают флуктуационные участки с решеткой аустенита, в которые поступает углерод из карбида. Некоторые исследователи полагают, что механизм а - у-перестройки сдвиговый при наличии когерентных границ. В образовавшиеся по сдвиговому механизму пластинчатые участки 7-фазы от Fe3C диффундирует углерод и они становятся способными к росту зародышами аустенита. При росте зародыша когерентность а - и - решеток нарушается, сдвиговый механизм заменяется нормальным механизмом роста, и зерна аустенита приобретают равноосную форму. [53]
В объеме феррита на границе с цементитом возникают флуктуационные участки с решеткой аустенита, в которые поступает углерод из карбида. Некоторые исследователи полагают, что механизм а - - - перестройки сдвиговый при наличии когерентных границ. В образовавшиеся по сдвиговому механизму пластинчатые участки 7-фазы от Fe C диффундирует углерод и они становятся способными к росту зародышами аустенита. При росте зародыша когерентность а - и у-решеток нарушается, сдвиговый механизм заменяется нормальным механизмом роста, и зерна аустенита приобретают равноосную форму. [55]
Образование аустенита происходит с наибольшей скоростью, если сталь имела структуру тонкопластинчатого перлита. Если перлит имеет грубопластинчатую форму, то скорость превращения меньше и, наконец, скорость образования аустенита наименьшая, когда цементит имеет зернистую форму. Это объясняется тем, что с увеличением дисперсности карбидов возрастает поверхность их раздела с ферритом и, следовательно, увеличивается возможность возникновения зародышей аустенита и их рост. [56]
Обусловлена кристаллогеометриче-ским соответствием Вульфа - Кюри-Гиббса для превращающихся фаз как при охлаждении, так и при нагреве. Обнаружена во многих металлах и сплавах, но наиболее изучена для сталей. В сталях альфа - гамма-превращение, независимо от исходной структуры и условий нагрева, осуществляется ориентированным ( по отношению к основе) формированием зародышей аустенита. Если до окончания альфа-гамма превращения ориентация не нарушится, при нагреве выше критической т-ры Ас3 формируется зерно, точно воспроизводящее исходное по форме и размерам. В условиях медленного ( несколько градусов в минуту) и очень быстрого ( сотни градусов в секунду) нагрева общность ориентации кристаллитов не нарушается и зерно восстанавливается. Измельчение зерна при этой т-ре также связано с рекристаллизацией аустенита, положение интервала рекристаллизации к-рого зависит от степени легирования стали и содержания в ней углерода. [57]
При введении В в концентрациях, несколько превышающих предел растворимости в твердом растворе ( 0 003 - 0 004 %), он адсорбируется на докритических зародышах, понижая поверхностное натяжение на их границе с переохлажденным расплавом, способствуя тем самым образованию критического зародыша при малых переохлаждениях. По мере обогащения границы раздела адсорбированным В рост зародыша ограничивается, количество центров увеличивается и структура слитка измельчается. Увеличение содержания В до 0 01 % приводит к тому, что на докритических зародышах адсорбируется слой, обогащенный атомами бора, который затрудняет образование зародышей аустенита критического размера, и структура слитка не измельчается. По существу В в таких количествах уже не является растворимым модификатором и не оказывает влияния на структуру слитка. Повышение концентрации В до 0 05 - 0 08 % приводит даже к укрупнению структуры за счет связывания им примесей, обычно тормозящих рост зерна в немодифицированном расплаве. [58]
Рассмотрим превращения феррито-цементитной смеси ( перлита) в аустенит на примере эвтектоидной ( 0 8 % С) стали. Такие участки феррита неустойчивы и претерпевают превращение в аустенит, стабильный при данной температуре. Как видно из рис. 92 а, аустенит при температурах несколько выше Ас ( 727 С) содержит - 0 8 % С. Образование зародышей аустенита с таким содержанием углерода возможно благодаря флуктуа-циям концентрации углерода в феррите. [59]
Рассмотрим в свете сказанного вопрос о местах зарождения аустенит-ных участков. Как уже было отмечено, наблюдения многих авторов свидетельствуют о гетерогенном зарождении 7-фазы. Однако возникновение аустенита вовсе не обязательно должно быть связгчо именно с поверхностью раздела феррита и карбидов, поскольку предварительное значительное обогащение о-фазы углеродом не является необходимым условием для протекания а - - превращения. Именно поэтому, как указывали авторы цитированных выше работ [5 - 7], как правило, зародыш аустенита возникает не просто на поверхности раздела феррит-карбид, а в тех местах, где карбидные частицы располагаются по границам зерен. Эти места являются предпочтительными для образования 7-фазы как в связи с присуствием самой поверхности, обеспечивающей возможность гетерогенного образования зародыша, так и в связи с концентрационными изменениями, которые, безусловно, облегчают образование зародышей у-фазы в этих местах. Подробнее вопрос о местах формирования 7-фазы в разных условиях будет обсужден в гл. [60]
Страницы: 1 2 3 4