Файл: Садовский, В. Д. Структурная наследственность в стали.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 45
Скачиваний: 3
Таким образом, быстрый нагрев предварительно от
пущенной |
стали |
(см. рис. 3, 5, |
19, |
34) |
способствует |
||
развитию |
'Процесса неупорядоченного |
роста |
аустенита |
||||
и получению |
мелкозернистой |
структуры. Медленный же |
|||||
нагрев ведет |
к |
упорядоченному |
превращению и, если |
||||
не образуется белых полей, полному |
восстановлению |
||||||
зерна исходной структуры. |
|
|
|
|
|||
Белые |
поля |
развиваются |
в критическом интервале |
температур. Часто можно наблюдать, что в соседстве с чистым аустенитом — при переброске из критического интервала на температуры выше Ас\, .рост белых полей прекращается (рис. 41).
При не слишком быстром нагреве процесс образова
ния аустенита начинается и развивается |
в |
некотором |
|
интервале температур по упорядоченному |
|
механизму, |
|
затем появляются белые поля, поглощающие |
упорядо |
||
ченную феррито-аустенитную |
матрицу |
и |
формирую |
щие, если они успевают к моменту достижения Ас^ сом
кнуться, структуру стали |
после |
завершения |
процесса |
|||||||
аустенитизации |
(см. рис. |
38). |
|
|
|
|
|
|||
Возможно, что в этом случае происходит «вторжение» |
||||||||||
в критический |
интервал |
|
процесса |
рекристаллизации |
||||||
аустенита, рассматриваемого ниже — в гл. IV |
(см. так |
|||||||||
же гл. V I ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Следует отметить некоторую анизотропию роста бе |
||||||||||
лых полей, приводящую |
к |
неравноосности |
аустенитных |
|||||||
зерен |
(см., например, рис. 38). |
|
|
|
|
|
||||
Очень важно, что имеются рентгенографические дан |
||||||||||
ные, указывающие |
на |
|
некоторую |
текстурованность |
||||||
белых |
полей в |
пределах |
каждого отдельного |
|
псевдо |
|||||
зерна |
исходной |
структуры |
(рис. |
42). |
Рентгеноструктур- |
|||||
ным анализом подтверждается, конечно, и |
восстанов |
|||||||||
ление зерна при медленном нагреве |
( [33], |
см. |
также |
|||||||
[24]). При этом как |
и в |
случае |
восстановления |
зерна |
при быстром нагреве наблюдается восстановление опи санных в гл. I I областей селективного отражения (ОСО), характеризующихся набором из шести ориенти
ровок мартенсита в каждой |
области. |
Для всех |
ориен |
||
тировок мартенсита, входящих в одну |
ОСО, |
плоскости |
|||
(011)м |
почти параллельны |
определенной |
плоскости |
||
Cl M) А- |
|
|
|
|
|
Исследование проводили |
на монокристаллах |
стали |
|||
37ХНЗТ, |
выращенных из расплава с |
последующей за- |
|||
3 Зак. 139 |
|
|
|
|
65 |
На рис. 4'3,а .представлена макроструктура бикристалла стали 37ХНЗТ .в исходном состоянии, а на рис. 43,6—после повторного медленного нагрева на 950°С и закалки. Сопоставление этих структур наглядно де монстрирует восстановление не только зерна аустенита,
Рис. |
42. |
Полюсная |
фигура |
(111) а, показывающая |
относитель |
||||
ные |
ориентации |
исходного |
монокристалла |
(/ — ось |
поворота |
||||
[111]а |
в центре) |
и |
новых зерен |
(2), образовавшихся |
при пов |
||||
торном |
нагреве |
со |
скоростью 1 |
град/мин до |
770°G |
и |
выдержке |
в течение 180 мин. Сталь 37ХНЗА. Исходное состояние—выра щенный из расплава и закаленный монокристалл. Определение ориентации — по остаточному аустениту і[106]
но и образующихся пр.и закалке областей селективно го отражения. Анализ мартеноитных ориентировок, об наруженных в ОСО в исходном состоянии и после пов торной закалки, показывает, что восстанавливается и мартенситная структура (рис. 43,ß, г).
а* Зак. 139 |
67 |
количество избыточного феррита еще не растворилось в аустените), тогда как .в деформированной зоне скопи лись белые поля, напоминающие обычный рекристалли-
зационный «венчик»; |
при этом |
в |
зоне |
белых |
полей |
|||
иерастворенный избыточный феррит |
отсутствует. |
|
||||||
Результаты другого опыта показаны на рис. 45. Об |
||||||||
разец той |
же стали был закален от 13О0°С, после |
чего |
||||||
медленно |
(1 град/мин) |
нагрет |
на |
820°С, |
деформирован |
|||
при этой |
температуре |
ударом |
зубила, |
выдержан |
в те |
|||
чение 30 |
мин и закален. Естественно, |
что |
деформация |
при 820°С, т. е. в аустеиито-ферритном состоянии, вы звала местную рекристаллизацию аустенита, в резуль тате которой получилось скопление белых полей, отли чающихся от матрицы прежде .всего тем, что в них поч
ти |
полностью отсутствует |
нерастворившийся |
избыточ |
||
ный феррит. |
|
|
|
|
|
|
4. Практически существует критическая скорость на |
||||
грева при которой |
(и при |
меньших ее значениях) |
реа |
||
лизуется эффект восстановления зерна [31]. |
Необходи |
||||
мо, |
впрочем, отметить, что |
эффект восстановления |
зер |
||
на |
при медленном |
нагреве |
наблюдается не |
во |
всех |
сталях; напротив, в практически исследованном диапазо
не скоростей «агрева (0,1—1 град/мин и |
выше) для |
ря |
|||
да сталей |
обязательно |
обнаруживается |
появление |
бе |
|
лых полей и тогда отсутствует эффект |
восстановления |
||||
зерна исходной структуры; величина зерна |
аустенита |
||||
выше Ас3 |
определяется |
числом и степенью |
развития |
||
белых полей в критическом интервале. |
|
|
|
Как правило, ускорение нагрева через критическую точку Ас\ способствует получению более мелкого зерна
выше Асз, хотя не |
вполне еще |
ясно |
является ли |
это |
следствием только |
возрастания |
числа |
белых полей |
или |
и переходом к неупорядоченному механизму начальных
стадий процесса |
образования |
аустенита (см. гл. V I ) . |
|
5. Склонность |
стали к восстановлению зерна |
зави |
|
сит от характера |
легирования |
и, в частности, от |
присут |
ствия в составе стали некоторых примесей. Например, небольшие (порядка 0,1%) добавки титана резко по давляют развитие белых полей и облегчают тем самым
реализацию |
эффекта |
восстановления зерна |
при |
мед |
|||
ленном |
нагреве [341. |
Так, в |
промышленной |
стали |
|||
37ХНЗА |
не |
наблюдается |
восстановления |
зерна |
даже |
||
при самом |
медленном |
(10 |
град/ч) |
нагреве; |
в этой же |
71
(1250—1300°С). Уменьшение степени перегрева |
резко |
|||
повышает |
тенденцию к |
развитию белых полей л |
после |
|
исходного |
перегревала |
1100—1Т50°С |
восстановление |
|
зерна чаще всего уже |
не наблюдается. |
Аналогичное |
действие оказывает замедленное охлаждение от темпе
ратуры |
перегрева. |
|
Так, |
например, |
закалка от 1300°С в масле приводит |
в стали |
37ХНЗТ к подлому восстановлению зерна при |
новом медленном лагреве на 900°С. Почти столь же со вершенное восстановление зерна наблюдается для ста ли, охлажденной от 1300 до 850°С в течение 30 мин и потом закаленной в масле. Но, если такое подстужива ние (до 850°С) замедлено до 3 ч — восстановление пол ностью отсутствует (рис. 47). Это указывает на тесную связь эффекта восстановления зерна при медленном ла
греве с растворением примесей при |
исходном перегре |
ве и выделением их при охлаждении. |
|
•Влияние присутствующих в стали |
примесных фаз |
подчеркивается л ряде работ по изучению структурной наследственности, принадлежащих H. Н. Липчину с со трудниками. Согласно этим работам, примеси, выделя ясь при нагреве закаленной стали по границам суб зерен (точнее по контурам мартенситных пластин), ока
зывают «барьерное» |
действие |
и |
задерживают |
процесс |
|||
рекристаллизации |
до |
температур |
растворения |
частиц |
|||
в образующемся, |
аустените» |
| [35] |
см. также |
[36—38] [ |
|||
На значение примесных фаз, |
в |
частности |
и |
карбидов, |
|||
указывает ряд наблюдений и в более ранних |
работах. |
||||||
Так, еще в работе [31] отмечалось, |
что |
замедленное |
подстуживание от температур перегрева до 850—900°С способствует развитию белых полей при последующем медленном нагреве, предотвращая тем самым эффект чистого восстановления исходной структуры.
В монографии [39] указывалось, что температура самопроизвольной рекристаллизации аустенита (см. гл.
IV) при медленном лагреве |
предварительно |
перегретой |
|
и закаленной стали ХГ (1,4% |
С; |
1,3% Cr; 0,6% |
Мп) сов |
падает с моментом растворения |
избыточных |
карбидов. |
|
Наблюдения, касающиеся |
влияния, которое оказы |
вает замедленное подстуживание в аустенитной облас
ти, имеют, конечно, |
важное практическое значение. |
|
Именно этим можно |
объяснить, |
почему структурная |
наследственность, проявляющаяся |
в восстановлении |
73
зерна при медленном нагреве не так уже часто, по-ви димому, проявляется в производственных условиях —
крупные заготовки остывают |
недостаточно |
быстро и, |
||
если даже подкаливаются, теряют |
способность к |
вос |
||
становлению зерна из-за процессов, |
происходящих |
еще |
||
в аустенитной состоянии. Не исключено, что это |
прос |
|||
тое обстоятельство, .на которое |
не обращалось |
надлежа |
щего внимания в лабораторных исследованиях, ослаб ляет практическое значение эффекта восстановления зерна при медленном нагреве. Не нужно, однако, забы вать, что скорость охлаждения в аустенитной области, необходимая для исключения эффекта восстановления зерна, зависит от степени и характера легирования, а также от металлургического качества стали (способ вы плавки, раскисления) и что вопрос этот пока недоста точно изучен. Достаточно в этой связи указать на сле дующий пример. В стали 50ХНЗТ (0,03% Ті) зерно при медленном нагреве восстанавливается после предвари тельной закалки от 1000О|С, т. е. без какого-либо пред
варительного |
перегрева (рис. 48,6). |
Уже |
при |
870°С |
||||
появляются |
новые |
зерна |
(рис. 48,в), |
полностью |
заме |
|||
няющие |
исходную |
структуру |
при |
нагреве на |
900°С |
|||
(рис. 48,г). |
|
|
|
|
|
|
|
|
Отметим, |
что структуры, |
представленные на |
рис. |
|||||
48,6-—г, полностью восстанавливаются при новом |
мед |
|||||||
ленном нагреве на 850°С. Этот |
пример показывает, на |
|||||||
сколько |
многообразными |
могут |
быть условия, при кото |
|||||
рых наблюдается |
эффект |
восстановления |
зерна |
при |
медленном нагреве и едва ли могут возникнуть сомне ния в возможности встретиться с этим явлением в прак тике обработки стальных изделий. Кстати, надо пола гать, что в рассмотренном примере роль примесной фазы, тормозящей развитие белых полей или рекрис таллизации аустенита, играет, по-видимому, карбидная фаза, выделяющаяся при нагреве мартенсита и сохра няющаяся в некоторой мере нерастворенной в критиче ском интервале и несколько выше. Нельзя, конечно, ви
деть в примесных фазах |
непосредственную |
причину |
||
структурной наследственности при медленном |
(и тем |
|||
более быстром) |
нагреве. Что касается |
быстрого |
нагрева |
|
•неотпущен-ной |
стали (см. гл. I I I ) , то |
следует |
указать, |
что восстановление в этом случае практически не зави сит от подетуживания в аустенитной области, как и от
74