Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Строительные материалы

Книги по строительству и ремонту

Структура

В целях желательного изменения структуры и получения более высоких или специально заданных свойств изделия из металлов и сплавов подвергают термической [(тепловой) обработке. Такая обработка заключается в изменении структуры сплава путем его предварительного нагрева до заранее определенных температур, некоторой выдержке при этих температурах и последующего охлаждения по заданному режиму.

При увеличении скорости нагревания или охлаждения процессы превращения в соответствии с диаграммой состояния железоуглеродистых сплавов не успевают завершиться полностью, вследствие чего образуются новые структуры (мартенсит, троостит, сорбит) со свойствами, отличающимися от свойств тех структур, которые получились ранее.

При медленном охлаждении сталь получается в равновесном состоянии, характеризующемся наличием в ее структуре   перлита   (грубодисперсной   смеси   цементита с ферритом при размере зерен цементита более 10~12CM), указывающего на полное превращение- (распад) аустенита.

При резком охлаждении стали происходит частичный распад аустенита, заключающийся в перестройке кристаллической решетки железа из гранецентрированной в объемно-центрированную, но без выделения атомов углерода из образовавшейся решетки a-Fe. Структуру стали, соответствующую этой стадии распада аустенита, называют мартенситовой; в ней мартенсит представляет собой перенасыщенный твердый раствор углерода в a-Fe, имеющий игольчатое строение.

При быстром охлаждении происходит более полный распад аустенита, обусловленный диффузионными процессами; при этом углерод выделяется из решетки a-Fe и образует цементит FeaC в виде мельчайших кристалликов. Структуру стали, соответствующую этой стадии распада аустенита, называют трооститной. Троостит представляет собой высокодисперсную смесь цементита с ферритом с величиной кристаллов Fe3C в поперечнике 10~в... 10~7см. При средних степенях охлаждения аустенита получают структуру мелкодисперсного перлита, иначе называемого сорбитом, представляющего собой более грубодисперсную смесь цементита с ферритом с размером зерен Fe3C 10~5...10~4см.

Сталь в состоянии мартенсита имеет высокую твердость (НВ 600...650) и большую хрупкость (ударная вязкость понижается почти до нуля). Это является следствием искажения кристаллической решетки a-Fe, вызванного присутствием в ней углерода в количестве, в десятки раз превышающем нормальную растворимость в твердом состоянии. Механические свойства троостита и сорбита зависят от содержания в стали углерода.