165 3

Ćwiczenie 17

Wpływ szybkości chłodzenia i temperatury austenityzacji na strukturę i własności stali niestopowych

17.1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z wpływem szybkości chłodzenia i temperatury austenityzacji na strukturę i własności stali niestopowych na przykładzie wybranych operacji obróbki cieplnej.

17.2. Wprowadzenie

17.2.1. Wpływ szybkości chłodzenia na przemiany fazowe przecblo-dzonego austenitu

Nagrzewanie stali do temperatur nadkrytycznych w celu otrzymania austenitu oraz następne chłodzenie z określoną szybkością stanowi istotę wielu operacji obróbki cieplnej. Jak wynika z układu równowagi fazowej żelazo-węgiel austenit, będący roztworem stałym węgla w żelazie y, jest stabilny przy chłodzeniu do temperatury przemiany eutektoidalnej A₅. Poniżej A austenit w wyniku przechłodzenia staje się fazą niestabilną

r 1

i ulega przemianom, których rodzaj zależy od stopnia przechłodzenia i szybkości chłodzenia. Zależnie od stopnia przechłodzenia (temperatury przebiegu) i szybkości chłodzenia przemiana austenitu w produkty jego rozpadu przebiega według różnych mechanizmów, a mianowicie:

-    dyfuzyjna przemiana perlityczna,

-    bezdyfuzyjna przemiana martenzytyczna,

-    pośrednia (mieszana) przemiana bainityczna.

Zakres tworzenia i twardości produktów przemian austenitu przechłodzonego podano w tablicy 17.1.

Tablica 17.1

Produkty przemian austenitu przechłodzonego i ich własności

Rodzaj	Zakres	Produkt	Twardość
przemiany	przem. °C	przemiany	HB	HV	HRC
Perlityczna	Arl- 680	Perlit gruby	180- 250	180- 250
	680- 500	Perlit drobny	250- 450	250- 490	23 - 47
Bainityczna	500- 350	Bainit górny	450- 500	490- 540	47- 52
	350 + M e	Bainit dolny	500- 600	540- 640	52- 58
Martenzy-
tyczna	M s f	Martenzyt	600- 650	640- 700	58- 63

Przy niewielkich przechłodzeniach poniżej A^_; austenit ulega przemianie perlitycznej. Przemiana perlityczna w stalach jest szczególnym przypadkiem przemiany eutektoidalnej zachodzącej w wielu stopach. Zasadniczymi cechami tej przemiany jest to, że zachodzi ona w stanie stałym i że roztwór stały węgla w żelazie y, jakim jest austenit, ulega rozpadowi na mieszaninę faz - ferrytu i cementytu. Mieszanina ta ma budowę płytkową, która jest typowa dla większości przemian eutektoidalnych. Przemiana perlityczna przebiega przez zarodkowanie i wzrost zarodków, jest więc dyfuzyjna i zależna od czasu. Oznacza to, że do jej rozpoczęcia i przebiegu konieczne jest przegrupowanie atomów węgla drogą dyfuzji.Wzrost przechłodzenia powiększa siłę

321