Файл: Физические основы электротермического упрочнения стали..pdf

туры. При диффузионном процессе скорость роста новой фазы определяется временем тр, за которое вследствие диффузии углерода растущая кромка аустенита с концентрацией, соответствующей ми­ нимальной растворимости углерода в у-железе (при температуре t), продвинется на расстояние х (рис. 9). С достаточной для наших це­ лей точностью это время может быть определено из известного реше­ ния плоской задачи диффузии в полубесконечное пространство. При

диффузии нормальной кривой концентрационной зависимости обыч­ ного диффузионного процесса (пунк­

Крампа по уравнению (11). Таким образом, можно получить некую

мещения концентрационной точки C m i n на кривой диффузионного распределения углерода в аустените, можно вычислить скорость пе­ ремещения этой точки, полагая, что она отражает скорость пере­ мещения аустенитного фронта. Следовательно, физический смысл

Для построения кинетической кривой аустенизации стали при изотермическом процессе или непрерывном нагреве достаточно найти

еще один параметр — N или, что то же самое, Р ~ Сначала по­

дробно проанализируем кинетическую кривую (14).

Экспериментальное изучение кинетики аустенитообразования при непрерывном нагреве стали удобнее всего проводить по дила­ тометрической кривой нагрева. Благодаря большому объемному эффекту сжатия железа при его переходе из а- в у-модификацию дилатометрическая кривая нагреваемой стали на некоторой стадии

Рис. 11. Осциллограммы нагрева стали У8:

а— о = 110 град/сек, б — v a — 1080 град/сек; 1 — т е м п е р а т у р н а я , 2 — дилато ­ метрическая кривые.

а у превращения достигает максимума, за которым следует сжа­ тие образца. После четко выраженного минимума в конце превраще­ ния на дилатограмме снова регистрируется удлинение вследствие расширения образовавшегося аустенита. Момент максимума на ди­ латометрической кривой обычно принимается за инструментально фиксируемое начало превращения, минимум можно считать практи­ чески окончанием процесса. Пока неизвестно, какому проценту образовавшегося аустенита соответствуют эти характерные точки дилатометрической кривой, но их нетрудно определить, исполь­ зуя кинетическое уравнение превращения (14) и аналитическое вы­ ражение для удлинения ~ образца в субкритическом интервале

Проанализировав на экстремум эту функцию, включающую расши­ рение от нагрева и сжатие от фазового превращения, получим выра­ жение для максимума и минимума на дилатометрической кривой. Результаты расчета нетрудно проверить непосредственно по осцил­ лограммам записи дилатометрических кривыхнагрева сталей (рис.11). Легко видеть, что условие экстремума (равенство нулю произ­ водной по / от суммарной дилатометрической функции (17)) имеет вид

Р). При помощи выражения (22) или рис. 12 можно теоретически достаточно точно определить величину Рн , т. е. количество образовав­ шейся у-фазы к моменту начала дилатометрического сжатия нагре­ ваемого образца, не прибегая к весьма трудоемкому эксперименту. В этом смысле результаты проведенного аналитического расчета представляют не только теоретический, но и определенный прак­ тический интерес.

Для того чтобы на основании теории построить зависимость кри­ тической точки от скорости нагрева по (21), надо знать параметр Р,

при заданной величине v„ температура tx оказалась равной инстру­

28