Файл: Физические основы электротермического упрочнения стали..pdf

дефектам, которые обусловили прирост As уа-фазы, и поэтому энер­ гия Де оказалась потерянной в результате перестройки решетки,: либо в процессе самого а у превращения происходит полная илю частичная релаксация дефектов и связанной с ним энергии). В про­

Таким образом, само по себе наличие избыточной энергии еще не означает, что критическая точка фазового превращения снизит-

избыточная энергия одного и того же дефекта неодинакова в крис­ таллических решетках различного типа.

Таким образом, наблюдаемое снижение инструментальных кри­ тических точек деформированных сталей при быстром нагреве в принципе можно объяснить с термодинамической точки зрения, полагая, что в критической области температур происходит процесс релаксации избыточной энергии наклепа. Это предположение пол­ ностью подтверждено калориметрическими измерениями. В табл. 8 показано, что избыточная энергия образца стали 70, деформиро­ ванного протяжкой на 50%, после нагрева до 650° С составляла

1,31 кал/г, а после нагрева до 800° С — 0,95 кал/г, т. е. в области температур фазового перехода было потеряно 0,36 кал/г (скорость нагрева 70 град/сек). При vK = 1200 град/сек разность избыточной энергии наклепа составляла 0,99 кал/г. Эти величины соответствуют количеству энергии, релаксировавшей в процессе а -> у превра­ щения. Заметим, что энергия, оставшаяся после быстрого нагрева до температуры завершения фазовой перекристаллизации перлит — аустенит (0,95—1,26 кал/?), составляет значительную долю энергии рекристаллизации деформированной стали (2 кал/г) и может слу­ жить мерой незавершенности процесса рекристаллизации при быст­ ром нагреве в области а-фазы и в интервале а -у у превращения. Это свидетельствует о том, что рекристаллизация деформирован­ ной стали при скоростном нагреве в основном происходит уже в области у-фазы и, следовательно, происходит наследственная пе­ редача дефектов от а-фазы к у-фазе.

На приведенной энергетической схеме превращения (см. рис. 65) видно, что величина избыточной релаксирующей энергии Де так же зависит от температурного интервала снижения критической точки At, как и разность свободных энергий а- и у-фаз в субкрити­ ческом интервале температур. Иными словами, экспериментальное определение скачка энергии Ае при различных степенях деформа­ ции или скоростях нагрева деформированной стали в сопоставле­ нии с величиной снижения критической точки At позволяет найти разность свободных энергий перлита и аустенита в субкритическом

98 интервале температур. Полученные нами калориметрические дан-

ные дают возможность приблизительно оценить этот энергетиче­ ский параметр системы перлит — аустенит. Для измерения энергии наклепа, релаксировавшей в критическом интервале температур при быстром нагреве деформированной стали 70, в калориметре исследовались образцы наклепанной стали, отожженной скоростным электронагревом до температур 650 и 800° С. Степень предвари­ тельной деформации изменялась от 15 до 50%, скорость нагрева составляла 70, 600 и 1200 град/сек. Из энергии, оставшейся в образ­ це после докритического электроотжига, вычиталась энергия, со­

A!^pv = 1,4 кал/г • am • град. Следовательно, снижение критической

точки аустенизации при нагреве деформированного перлита дей­ ствительно отражает изменение свободных энергий перлита и аусте­ нита в зависимости от температуры (точнее, их разность).

Энергетическое описание наблюдаемого [147] снижения крити­ ческих интервалов a -> у превращения при увеличении степени наклепа нагреваемой перлитной стали не противоречит структур­ но-кинетическому описанию этого явления, выполненному ранее [132], а лишь дополняет его, позволяя рассмотреть вопрос с термо­

тур для снятия наклепа, от степени деформации (см. рис. 62, а). При скорости нагрева 1200 град/сек точка Асг значительно снижается с увеличением степени деформации. После предварительного отжи­ га до 670—700° С со скоростью 70 град!сек при повторном быстром нагреве (1200 град/сек) критическая точка незначительно повышает­ ся (примерно на 10° С), несмотря на то что основная масса дисло­ кационных несовершенств релаксировала при первом нагреве,

полностью завершилась полигонизация (см. рис. 61) и осталось лишь 20% исходной запасенной энергии. И только после предваритель­ ного нагрева до температуры выше интервала перекристаллизации (820—840° С) критическая точка при повторном нагреве резко повы­ шается, почти достигая значения для недеформированной стали. Отсюда следует, что основные процессы, оказывающие влияние на положение критической точки деформированной стали, протекают в период фазового превращения, когда интенсивно релаксируют

ляется сокращение пути диффузии атомов аустенита вследствие