Файл: Физические основы электротермического упрочнения стали..pdf

руется образование цементита (изменение намагниченности в точке Кюри, 210°С).

Таким образом, пластическая деформация (10%) в процессе отпуска закаленной стали ускоряет все превращения при электро­ отпуске, что проявляется в снижении температурных интервалов этих превращений примерно на 100° С.

Для выяснения механизма влияния пластической деформации при отпуске было проведено магнитометрическое исследование об­ разцов из стали 70 в насыщающих магнитных полях. Предваритель­

является необратимый спад намагниченности в интервале темпе­ ратур 280—520° С (см. рис. 180). Установлено [547], что этот эффект связан с переходом е-карбида в цементит. На дилатометрической кривой он проявляется в виде сжатия при 300—400° С [548]. При электроотпуске до 350° С фазовый состав стали не изменяется (фазо­ вые составляющие: отпущенный мартенсит, остаточный аустенит, е-карбид и цементит) [290].

На термомагнитной кривой образца, подвергнутого электроот­ пуску при нагреве до 400° С, обратимое изменение намагниченности 268 в интервале температур от комнатных до 280° С обусловлено магнит-

следованиями, является дефектным цементитом, имеющим отличную от цементита точку Кюри. Этот эффект можно объяснить [298] пере­

ченного при отжиге [241]. В работе [176] высказывается предполо­ жение, что некоторая часть атомов углерода при распаде мартенсита не принимает участия в образовании карбидной фазы, а остается в позициях внедрения в а-решетке твердого раствора или связана с различного рэда дефектами кристаллического строения. При даль­ нейшем развитии процессов отпуска, в зависимости от исходного состояния, режима отпуска и состава стали, процесс карбидообразования в результате взаимодействия между атомами железа и этой частью атомов углерода может происходить по-разному [271].

При отпуске в обычных условиях, т. е. при небольшой скорости нагрева, температурный интервал карбидного превращения в зна­ чительной степени совпадает с интервалом полного выделения углерода из мартенсита и с температурной областью развития рекристаллизационных процессов в а-фазе. Поэтому образование це­ ментита как вследствие взаимодействия между атомами железа и атомами углерода, которые раньше не принимали участия в образо­ вании карбидной фазы, так и из е-карбида происходит почти одно­ временно. При большой скорости нагрева температурный интервал рекристаллизации а-фазы сдвигается в область более высоких темпе­ ратур. В связи с этим процесс карбидообразования за счет углерода,

и лишь при последующем нагреве появляются добавочные порции цементита. Этот процесс протекает при температуре выше точки Кю­ ри цементита и, так как образующаяся фаза не магнитна, сопро­ вождается заметным снижением намагниченности. Наблюдающаяся в отпущенной стали интерференционная картина соответствует фа­ зе, содержащей углерод в связанном состоянии, а необратимое сни­ жение намагниченности при повторном нагреве является результа­ том образования цементита при взаимодействии между атомами железа ферритной матрицы и атомами углерода, выделившегося на второй стадии распада мартенсита или освободившегося в процессе отжига дефектов кристаллического строения.

Таким образом, при описании состояния железоуглеродистого сплава, подвергнутого после закалки скоростному электроотпуску, необходимо учитывать возможность связи части атомов углерода

дефектами кристаллического строения. Можно предположить, что после нагрева в область температур выше 500—600° С из части это­ го углерода образуется графит. На термомагнитных кривых образ­ цов, подвергнутых электроотпуску при нагреве до температур 450, 500, 550 и 600°С (см. рис. 180), проявляется такая же закономер­ ность изменения магнитных свойств, как и на кривых образца после электроотпуска при нагреве до 400° С, но по мере увеличения тем­ пературы отпуска уменьшается количество цементита, дополнитель­

волочению при 250°С (рис. 181), отмечается обратимый спад на­ магниченности в интервале 20—180° С. Не исключено, что этот участок магнитограммы соответствует приближению к точке Кюри промежуточного карбида или дефектного цементита, образовавше­ гося в результате электротермообработки. Поскольку промежуточ­ ный карбид и цементит являются продуктами распада на заключи­ тельных стадиях отпуска, на кривой отчетливо видно ускоряющее влияние теплой пластической деформации на процессы карбид­ ных превращений. Ускорение фазовых превращений в результате теплого волочения в процессе электроотпуска еще более заметно на магнитограмме образца, подвергнутого такой же обработке при 300°С (см. рис. 181). Термомагнитная кривая в этом случае анало-

гична кривой повторного нагрева после электроотпуска до 350° С. Остаточный аустенит фиксируется лишь в виде остановки в спаде намагниченности, а значительное уменьшение намагниченности в интервале от комнатных температур до 250° С обусловлено в основ­ ном приближением к точке Кюри дефектного цементита, близкого по свойствам к стабильному. Уменьшение, по сравнению с электроотпущенными образцами, магнитного эффекта в точке А0 свидетель­ ствует в пользу предположения об образовании в структуре неко­ торого количества графита.

Термомагнитная кривая образца после теплой пластической де­ формации при 350°С аналогична магнитограмме повторного элек­ тронагрева образцов после электро­ отпуска до 400—450° С. Магнито­ граммы повторного нагрева образ­ цов, деформированных при 400° С, аналогичны магнитограммам образ­ цов, деформированных при 400— 600° С, и магнитограммам образцов, электроотпущенных при 600° С.

По мере увеличения температуры обработки уменьшается необрати­ мый спад намагниченности в темпе­ ратурном интервале 300—550° С и магнитный эффект в точке А0 («цементитный» эффект).

Результаты обработки магнито­ метрических кривых приведены на рис. 182. После теплого волоче­ ния количество углерода, не прини­ мающего участия в образовании карбидной фазы, при всех темпера­

турах (кроме 550° С) выше, чем после электроотпуска до тех же температур. Меньший по величине эффект необратимого спада на­ магниченности в интервале 300—500° С на термомагнитных кривых образцов, подвергнутых теплому волочению, по сравнению с маг­ нитограммами образцов после электроотпуска при нагреве до тех же температур объясняется образованием графита из большей час­ ти углерода, первоначально связанного с дефектами решетки или находящегося в позициях внедрения в твердом растворе, при нагре­ ве в ванне магнитометра. Образованию графита способствуют, по-видимому, дефекты, возникающие при теплой пластической де­ формации, хотя в данном случае это, вообще говоря, известное воз­ действие пластической деформации проявляется при относительно небольших степенях обжатия (до 10%).

Как следует из расчета, количество углерода, из которого, воз­ можно, образуется графит, меньше суммарного количества углеро­ да, связанного с дефектами кристаллической структуры и находя­ щегося в твердом растворе. Такой вывод можно сделать уже на