Файл: Физические основы электротермического упрочнения стали..pdf

ленных образцов, причем опережение возрастает с понижением тем­ пературы изотермической выдержки.

Максимальная твердость высокоуглеродистых сталей, содер­ жащих 1,05 и 1,9% марганца, достигается значительно раньше пол­ ного растворения карбидов и гомогенизации аустенита. На рис. 38 приведены кривые начала и конца процесса аустенизации по данным измерения твердости и конца процесса по данным измерения ширины рентгеновских линий закаленных образцов стали, содержащих 0,7% углерода и 1,9% марганца. Время, необходимое для полного раство­ рения карбидов, примерно в пять-шесть раз больше времени, необ­ ходимого для достижения максимальной твердости при заданной

температуре. Результаты оценки полноты растворения карбидов в никелевых сталях по твердости и ширине линий весьма близки, однако в стали с небольшим содержанием углерода (до 0,4%) на­ блюдается значительное отставание процесса растворения карбидов от фазового превращения. Хром резко замедляет скорость растворе­ ния карбидов, особенно при небольшом перегреве над равновесной точкой Ах. На рис. 39 приведена сводная диаграмма конца превраще­ ния (по твердости) и растворения карбидов (по ширине линий) в не­ которых сталях. Хорошо видно, что добавление никеля и марганца ускоряет процессы растворения карбидов, несколько замедляя само превращение, а хром увеличивает длительность обоих процессов, но особенно задерживает процесс растворения карбидов.

Гомогенизация аустенита исследовалась методом измерения твер­ дости при градиентном электронагреве образцов из сталей 20, 45 и У12 [92]. При скорости нагрева 100 град/сек температура гомогени­ зации стали У12 с пластинчатым перлитом находится на уровне 800— 820° С, с зернистым цементитом — 925—950° С, что не совпадает с данными работы [85]. И. Н. Кидин показал [93], что при высоко­ частотном нагреве со скоростями 40—200 град/сек добавление в сталь

карбидообразующих элементов усугубляет влияние скорости нагре­ ва на гомогенизацию аустенита. При изучении неоднородности мар­ тенсита радиографическим методом после закалки стали 20, нагретой ТВЧ со скоростью 30 град/сек, было установлено, что гомогенизация аустенита происходит при температуре выше 1300° С [94]. Это зна­ чение несколько завышено в сравнении с данными работы [66], в которой методом скоростного рентгеноструктурного анализа раз­ мытие линии и параметра решетки у-фазы в стали с 0,29% угле­ рода устранялось при температуре около 1200° С даже при скорости нагрева 500 град/сек (см. рис. 31). При индукционной закалке стали

ния кинетики растворения карбидной фазы применялся метод рент­ геновской съемки в процессе изотермической выдержки после на­ грева до различной температуры со скоростью 200—350 град/сек. Растворение карбидной фазы в стали У8 происходит при 880—890° С,

бидной фазы при электронагреве, тогда как добавление в сталь хро­ ма затормаживает этот процесс.

Нам представляется, что для изучения гомогенизации аустенита магнитометрические методы более эффективны, чем рентгенографи­ ческие, при помощи которых можно получить лишь средние значения концентрации углерода в неоднородном аустените. Регистрация температуры, при которой появляется магнитная фаза у охлаждае-

мой стали, дает большую информацию о процессах. В работе [68] магнитометрическим методом изучалось влияние скорости нагрева на температуру гомогенизации отожженной и закаленной стали У8. На рис. 40 приведены осциллограммы быстрого нагрева и охлаж­

переохлажденного аустенита и ниже температура его превращения. При температуре нагрева стали У8 выше 1050 9 С происходит полная гомогенизация аустенита, превращение носит мартенситный харак­ тер и температура его начала стабилизируется в области 200° С. Опи­ санный эксперимент не дает возможности оценить концентрацию углерода при нагреве до температуры ниже гомогенизации (из-за отсутствия соответствующих эталонных кривых). Более удобным оказался метод резкой закалки образцов водой, так как концентра­ цию углерода при любой температуре нагрева в этом случае можно было определить по положению мартенситной точки первой порции аустенита [68]. На рис. 19 видно, как по мере повышения скорости нагрева и огрубления структуры возрастают значения мартенситных точек, что свидетельствует о повышении концентрационной неоднородности аустенита. Эти данные подробно рассматриваются при анализе механизма аустенизации. Здесь же отметим, что с повы­ шением температуры нагрева минимальная концентрация углерода

ваустените быстро повышается до среднего содержания и при 850° С

взакаленной и 950° С в отожженной стали происходит полная гомо­ генизация аустенита. В отожженной стали, нагреваемой со скоростью

подробно изучалась в работе [85]. С повышением температуры изме­ няется количество как еще не растворившегося, так и избыточного

Таким образом, при достаточно быстром нагреве даже простых углеродистых сталей гомогенизация аустенита может оказаться