Аустинит это минерал физические свойства, описание, месторождения и фото камень аустинит

Аустенит

Как известно, аустенит является твердым раствором углерода в -железе и расположен на диаграмме состояния железо-углерод (рис.1,а) выше 7270С (температура перлитного превращения). Поэтому при комнатной температуре увидеть настоящий аустенит невозможно. Можно увидеть аустенит в высокотемпературном микроскопе при нагреве.

При комнатной температуре мы обычно можем увидеть аустенит в легированной стали. В этих сталях много легирующих элементов (кроме углерода), поэтому аустенит в них существует при комнатной температуре. Это, например, нержавеющая сталь (рис.1,б).

 а б 

Рисунок 1. Фрагмент диаграммы состояния железо-углерод (а) и структура аустенита (б) (съемка через зеленый фильтр.).

Можно наблюдать остаточный аустенит после закалки, если в стали содержится больше 0,6% углерода. Как он формируется? Известно, что мартенситное превращение при закалке происходит с увеличением объема, т.е. мартенсит занимает больший объем, чем исходный аустенит.

Поэтому, чем дальше идет мартенситное превращение, тем больше сжимается тот аустенит, который еще не превратился в мартенсит. Известно, что аустенит стабилизируется пластической деформацией, т.е. чем больше его сжать, тем хуже он будет превращаться в мартенсит. В какой-то момент превращение вообще остановится, а аустенит останется в стали в «зажатом» виде.

Это будут отдельные включения, расположенные случайно. На рис.2 аустенит виден в виде белых включений на фоне мартенсита.

Рисунок 2. Остаточный аустенит в стали после закалки.

Можно ли создать в обычной стали структуру с большим количеством остаточного аустенита? Вероятно, если сжать определенный участок металла при закалке «целенаправленно», то можно создать большую зону с остаточным аустенитом. Такое возможно в процессе плазменной резки, когда поток плазмы расплавляет металл в зоне реза (рис.3).

Рисунок 3. Процесс плазменной резки. (http://novator-grp.ru/rus/projects/Hypertherm/ ; Дата доступа – 25.04.2014)

В процессе резки поверхность реза нагревается. Можно представить себе, как распределится температура в зависимости от расстояния до линии реза (рис.4). Поверхность реза нагревается до температуры, достаточной для поверхностной закалки. Это зона 1.

Зона 2 нагреется, очевидно, до температуры выше, чем 7270С. Охлаждаться она будет не так быстро, как зона 1.

В этой зоне закалки не произойдет, но структура изменится Зона 3 останется без существенных изменений, так как нагреется до температуры ниже 7270С.

Рисунок 4. Схема расположения структурных зон при плазменной резке.

Действительно, на поверхности шлифа (после травления реактивом 4% азотной кислоты в этиловом спирте) выявляется слой изменившейся структуры (рис.5).

Рисунок 5. Структура стали вблизи линии плазменного реза.

На поверхности имеется зона (1) толщиной порядка 50-100 мкм. Это зона закалки со структурой мартенсита. После нее следует зона с двухфазной структурой (2). Толщина зоны составляет порядка 250 мкм.

В данной зоне однозначно присутствует феррит (α-Fe), который является матрицей материала (был до обработки плазмой). И есть еще светлые, достаточно крупные, участки структуры с четкими границами. Итак, что может быть белым в структуре стали при травлении традиционным реактивом? Аустенит, феррит, цементит.

Как их разделить? Можно измерить твердость.В зоне 1 твердость колеблется в пределах 3000-3500 ГПа. Такую твердость имеет троостит или мартенсит отпуска. Микротвердость во второй зоне составляет 2254 ГПа, что соответствует ферриту.

Известно, что твердость аустенита в 2-2,5 раза выше, чем феррита, твердость цементита превышает твердость феррита приблизительно в 10 раз. Поэтому светлой фазой может быть только аустенит.

Рентгеноструктурный анализ это подтвердил. Обнаружено Feγ — остаточный аустенит.

Главное! Поскольку процесс изменения структуры начался с поверхности, где шла закалка, формирующийся мартенсит сдавил зону 2 и не дал аустениту превратиться до конца.

Превращение «застряло» в области GPS диаграммы состояния железо-углерод на этапе превращения аустенита в феррит.

На рис. 6 показана зона 2 при большом увеличении.

Светлая фаза – аустенит, более темная – феррит.

Источник: http://structure.by/index.php/studentam/o-metallakh-i-nemetallakh/44-austenit

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Свойства аустенита, полученного в результате обратного превращения из состаренного мартенсита, резко отличаются от обычного аустенита. Такой аустенит обладает повышенной прочностью.  [1]

Физические свойства аустенитных нержавеющих сталей определяютсясвойствами аустенита и его гранецентрированной кубической решеткой. При большем содержании молибдена он может быть еще выше.

Тепловое расширение большинства аустенитных сталей примерно наполовину больше, чем у углеродистых сталей.

Теплопроводность аустенитных сталей в холодном состоянии относительно мала, но возрастает с повышением температуры и выше 900 С она такая же, как у углеродистой стали. Удельная теплоемкость при 100 С составляет 0 12 кал.  [2]

Следует отметить, что большинство свойств мартенсита сильно отличается отсвойств аустенита. Так, если мартенсит имеет наибольшую твердость и наибольший удельный объем по сравнению с другими структурными составляющими в стали, то аустенит, наоборот, имеет наименьший удельный объем и сравнительно малую твердость.  [4]

Для Y-сплавов, содержащих более 29 % Мп, механические характеристики определяютсясвойствами стабильного же-лезомарганцевого аустенита. Однофазные у-сплавы значительно уступают по прочности сплавам на основе е-мартен-сита, но превосходят последние по пластическим свойствам.  [5]

Полученные данные позволяют считать, что повышенная растворимость ванадия в хромистой стали по сравнению с марганцовистой связана с влиянием этих элементов насвойства аустенита.  [6]

Изотермический отжиг состоит в нагреве стальных изделий до температуры на 30 выше критических точек Ас3, выдержке при этих температурах, сравнительно быстром охлаждении до температуры 630 — 700 С, второй выдержке при этой температуре до полного завершения превращения аустенита и последующем охлаждении на воздухе. Изотермический процесс основан насвойстве аустенита при охлаждении ниже точки Агг превращаться в тонкий перлит — сорбит.  [7]

Изотермический отжиг состоит в нагреве стальных изделий до температуры на 30 выше критических точек Ас3, выдержке при этих температурах, сравнительно быстром охлаждении до температуры 630 — 700 С, второй выдержке при этой температуре до полного завершения превращения аустенита и последующем охлаждении на воздухе. Изотермический процесс основан насвойстве аустенита при-охлаждении ниже точки Агг превращаться в тонкий перлит — сорбит.  [8]

В легированных сталях, кроме углерода, в решетке аустенита находятся также и легирующие элементы, образующие с — железом твердые растворы замещения.

Свойства такого легированного аустенита существенно отличаются отсвойств аустенита углеродистой стали. Легированный марганцем ( около 13 %) аустенит обладает высоким сопротивлением износу трением.

Изменяются и другие физико-химические свойства аустенита.  [9]

В легированных сталях, кроме углерода, в решетке аустенита находятся также и легирующие элементы, образующие с у-железом твердые растворы замещения.

Свойства такого легированного аустенита существенно отличаются отсвойств аустенита углеродистой стали. Легированный марганцем ( около 13 %) аустенит обладает высоким сопротивлением износу трением.

Изменяются и другие физико-химические свойства аустенита.  [10]

Сплавы железа с углеродом, содержащие менее 2 % С, называются сталями. Все стали при высоких температурах имеют структуру аустенита и их свойства, следовательно, определяютсясвойствами аустенита.

Так, поскольку аустенит обладает хорошей пластичностью, стали легко обрабатываются давлением при повышенных температурах.

Когда же содержание углерода превышает 2 14 % и в структуре появляется твердая и хрупкая ле-дебуритная эвтектика, обрабатываемость сплавов давлением становится невозможной.  [11]

Прошло немного времени с тех пор, когда считали, что классическая аустенитовая марганцовистая сталь может быть использована во всех случаях.

Пришлось, однако, признать, что марганцовистая сталь с индуцированными свойствами твердости имеет узко ограниченную область применения.

Это ограничение привело, с одной стороны, к модификациисвойств марганцового аустенита и, с другой, — к созданию новых материалов с так называемой органически присущей твердостью.  [12]

Как известно [8, 9], изменение скорости нагрева закаленных на мартенсит конструкционных сталей приводит к формированию у-фазы различным структурным механизмом.

Быстрый нагрев мартенсита вызывает мартенситоподобное сдвиговое а-у превращение [151] и способствует восстановлению размеров, формы и ориентации исходных аустенитных зерен, существовавших до цикла у — — а — у.

Снижение скорости нагрева ( до десятков град / мин) определяет развитие неупорядоченных диффузионных процессов образования по-новому ориентированных аустенитных зерен.

В условиях медленного нагрева ( 1 — 2 град / мин) во многих сталях вновь наблюдается восстановление аустенитного зерна, объясняемое развитием упорядоченного, но диффузионного а-у превращения. Изменение условий образования у-фазы должно отразиться на ее свойствах. Поэтому в данной работе исследовалисвойства аустенита, образованного из мартенсита при различных скоростях нагрева: 2 10, 250 и 2ООО град / мин до 760 — 1000 С.  [13]

Страницы:      1

Источник: http://www.ngpedia.ru/id412046p1.html

ПОИСК

    На свойства сталей большое влияние оказывает также их термическая обработка, вызывающая вторичные изменения в соотношении соединений и структуре сплавов. Так, при медленном охлаждении отпуске) стали аустенит постепенно разлагается на цементит и феррит, и сталь становится мягкой.

При быстрой же охлаждении закалке) стали аустенит превращается в мартенсит [c.583]

    Существенно, что углерод значительно растворим в у-железе. Твердый раствор углерода-в -Ре — аустенит может содержать до 1,7 (масс.) С [7,4% (ат.)]. Это фаза внедрения — атомы углерода [c.

557]

    При кристаллизации сплавов, содержаниях до 1,7% (масс.) углерода (сталь) сначала образуется аустенит. При дальнейшем медленном охлаждении превращается в а-форму, которая не [c.558]

    При охлаждении аустенит делается термодинамически неустойчивой фазой, прн температура.х ниже 727 °С термодинамически устойчив перлит или перлит с избытком феррита п.т немснтита. Чем больше пероохлаждение, тем больше оазность энергий Гнббса аустенита и перлита, стимулирующая превращение. Но, [c.683]

    С возрастанием содержания никеля увеличивается область существования -у-фазы, аустенитная структура делается устойчивой при достаточном содержании никеля уже при низких температурах.

Повышение содержания хрома, наоборот, уменьшает область существования у-фазы. Для получения стали аустенит-ного класса в системе Ре — Сг —N1, как это видно из диаграммы на рис.

160, достаточно добавки 8% N1 при содержании хрома 18 /о- [c.218]

    Металлические и металлоподобные соединения. Подобно другим d-элелентам,. железо с малоактивными неметаллами образует соединения типа металлических. Так, с углеродом оно дает карбид состава Fej (потентат), твердые растворы аустенит — раствор С и -Ре феррит. — раствор С в а-Ре), эвтектические смеси (железа с углеродом, цементита с аустенитом, железа с цементитом и др.).

Читайте также:  Фторапофиллит это минерал физические свойства, описание, месторождения и фото камень фторапофиллит

Изучение условий образования и свойств соединений железа с углеродом имеет большое значение для понимания структуры, состава и свойств железоуглеродистых сплавов. В зависимости от условий кристаллизации и состава расплава Ре—С структура и соотношения компонентов существенно меняются, а следовательно, изменяются и физико-химические свойства получаемых сплавов. [c.

583]

    В процессе сварки имеет место непрерывное охлаждение. Характер структурных превращеий при этом отличается от случая распада аустени га при изотермической выдержке. Все это наглядно иллюстрируется наложением векторов скоростей охлаждения на диатрамму изотермическою распада аустенита (рис. 5.2). [c.160]

    При сварке стали 25-20 а-фаза может образоваться и в процессе охлаждения даже однопроходного шва, если он содержит повышенное количество легирующих примесей (4— 5% З и Мо) или концентрация хрома в нем достигает 28— 30%. В аустенитно-ферритных швах а-фаза появляется непосредственно в феррите, чего обычно не бывает в аустените. [c.158]

    Эта операция осуществляется, как правило, при температурах ниже точки Ас, — нижняя критическая температура (723 С), при которой присходит фазовое превращение перлита в аустенит (первое 0сн0 вн0е превращение). [c.199]

    Чистое железо кристаллизуется в виде трех модификаций а, ( и 8, каждая из которых устойчива в своем интервале температур. Твердые растворы углерода в этих модификациях называются соответственно а-феррит, аустенит и оч )еррит.

Модификации а и S обладают одинаковой кубической пространственно центрированной решеткой и представляют собой, строго говоря, одну фазу модификация 7 является кубической гранецентрированной решеткой.

Последний тип решетки допускает значительно большую растворимость углерода. [c.415]

    Расплавы, содержащие от О до 1,75% углерода, после быстрого охлаждения приблизительно до 1150 С, представляют собой однородный твердый раствор—аустенит. Из этих сплавов получается сталь.

При содержании углерода более 1,75% после охлаждения до 1150°С, кроме твердого аустенита, имеется еще жидкая эвтектика, которая кристаллизуется при этой температуре, заполняя тонкой смесью кристаллов пространство между кристаллами аустенита. Получающиеся при этом твердые системы представляют собой чугун. Эвтектика может кристаллизоваться двумя способами.

При быстром охлаждении затвердевшая эвтектика состоит из кристаллов аустенита и неустойчивых кристаллов Fea , называемых чвл(е тито.и. При медленном охлаждении образуется смесь кристаллов аустенита и устойчивого графита. Температуры кристаллизации этих двух эвтектик и их составы неодинаковы. Устойчивой эвтектике отвечает точка С, а неустойчивой—точка С.

Таким образом, система железо—углерод дает, в сущности говоря, две диаграммы состояния. Общий вид их одинаков, но они лишь частично накладываются одна на другую. Сплошными линиями принято изображать диаграмму, получаемую при участии неустойчивого цементита, Линии диаграммы железо—графит, не совпадающие с соответствующими линиями диаграммы железо—цементит, даются пунктиром.

Чугун, содержащий цементит, называется белым, а содержащий графит—серым. При средней скорости охла-Ждения возможно одновременное образование обоих типов—такой чугун называется половинчатым. [c.415]

    Механические свойства феррита и аустенита зависят от содержания в них углерода. Однако при всех концентрациях углерода феррит и аустенит менее тверды и более лластичны, чем цементит. [c.674]

    Реакторы гидроочистки как правило изготавливаются с горячим корпусом из низколегированной стали 12ХМ с аустенит-ным покрытием сталью 08Х18Н10Т. [c.403]

    Закалка осуществляется нагреванием стали до теипературы, несколько превышаюп1,ей температуру превращения перлита в аустенит, выдержкой при этой температуре и быстрым охлаждением. Закалка придает стали тпердость, прочность, ио в то же время делает ее хрупкой.

По -)тому закаленную сталь обычно подвергают еще одной операции — отпуску. Он состоит в нагревании стали до те.мпсратуры, при которой еще не достигается преврптение в аустенит, выдержке при этой температуре н сравнительно медленном охлаждении. Отпуск — конечная [c.

683]

    Аиалогичио протекают превращения в случае стали, содержащей большие количества углерода, например, 1,4%.

Такая сталь состоит из перлита и цементита, При 727 °С перлит превращается в аустенит, содержащий 0,8% углерода (точка 3), а при дальнейшем нагревании цементит растворяется в аустените.

По достижении точки 4 цементит исчезает, а содержание углерода а аустените стапопится рапным 1,4″/о, [c.683]

    Прн отпуске мартенсит н остаточный аустенит частично распадаются. При этом стенень нг свращення мартенсита и структура образующихся продуктов зависят от температуры нагрева при отпуске. [c.684]

    В Советском Союзе для змеевиков пиролизных печей широко применяют горячекатаные трубы из стали 20Х23Н18 (ЭИ417). Эта сталь сочетает высокую стойкость к окислению при высоких температурах пиролиза с хорошей жаропрочностью. После закалки при высоких температурах сталь имеет аустенит- [c.30]

    Возникновение подслоя РезО на внутренней стороне окалины Возникновение подслоя FeO на внутренней стороне окалины Магнитное (a-Fe -> -Fe) и эвтектоидное (перлит -> аустенит эвтек-тоидной концентрации) превращение в стали [c.126]

    Напряжения, возникающие на границах зерен при образовании карбидов, способствуют уменьшению коррозионной стойкости границ зерен, но для сталей типа Х18Н9 с содержанием углерода, превышающим предел растворимости хромистых и железохромистых карбидов ё аустените прн температуре отпуска, играют, по-видимому, подчиненную роль. [c.423]

    Твердые растворы внедрения. Б кристаллической решетке твердых растворов внедрения атомы растворенного элемента не замещают атомы растворителя, а располагаются между атомами в узлах решетки.

Чаще всего твердые растворы внедрения образуются при растворенин в металлах переходных групп неметаллов с малыми атомными диаметрами, таких, например, как водород, азот, углерод, бор. В частности, твердый раствор углерода в у-железе (аустенит) является твердым раствором внедрения.

Твердые растворы внедрения чаще всего образуют металлы, имеющие гранецентрированную кубическую решетку. [c.123]

    Содержапие водорода в металлах и сплавах снижает их пластичность и механическую прочность. При нормальной температуре водород оказывает очень неболыное отрицательное денстмие на механические свойства аустенит-иых сталей. [c.817]

Смотреть страницы где упоминается термин Аустенит: [c.227]    [c.250]    [c.253]    [c.253]    [c.264]    [c.8]    [c.44]    [c.313]    [c.676]    [c.676]    [c.677]    [c.678]    [c.683]    [c.684]    [c.

34]    [c.158]    [c.420]    [c.559]    [c.105]    [c.208]    [c.232]    [c.430]    [c.440]    [c.316]    [c.316]    [c.372]   Неорганическая химия (1989) — [ c.412 ]

Структурная неорганическая химия Том3 (1988) — [ c.3 , c.

501 ]

Структурная неорганическая химия Т3 (1988) — [ c.3 , c.501 ]

Коррозия и защита от коррозии (2002) — [ c.181 , c.189 , c.196 , c.197 ]

Технология связанного азота Синтетический аммиак (1961) — [ c.591 ]

Обратимая пластичность кристаллов (1991) — [ c.166 ]

Общая химия и неорганическая химия издание 5 (1952) — [ c.389 ]

Общая химия 1982 (1982) — [ c.8 , c.674 , c.676 , c.683 ]

Общая химия 1986 (1986) — [ c.653 , c.658 ]

Общая и неорганическая химия (1981) — [ c.447 ]

Строение неорганических веществ (1948) — [ c.656 ]

Физическая химия Том 2 (1936) — [ c.304 ]

Общая химия Издание 18 (1976) — [ c.666 , c.668 , c.670 , c.675 , c.676 ]

Общая химия Издание 22 (1982) — [ c.674 , c.676 , c.678 , c.683 ]

Правило фаз Издание 2 (1964) — [ c.246 ]

Неорганическая химия (1969) — [ c.595 ]

Общая и неорганическая химия (1981) — [ c.582 ]

Курс физической химии Том 1 Издание 2 (1969) — [ c.393 ]

Курс физической химии Том 1 Издание 2 (копия) (1970) — [ c.393 ]

Правило фаз Издание 2 (1964) — [ c.246 ]

Основы общей химической технологии (1963) — [ c.168 ]

Неорганическая химия (1994) — [ c.480 ]

Коррозия и защита от коррозии Изд2 (2006) — [ c.181 , c.189 , c.196 , c.197 ]

Общая химическая технология Том 2 (1959) — [ c.149 , c.150 , c.151 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 2 (1963) — [ c.19 , c.44 ]

Основы общей химии Том 2 Издание 3 (1973) — [ c.329 ]

Основы общей химии Том 3 (1970) — [ c.124 ]

Общая химия (1968) — [ c.661 ]

Диаграммы равновесия металлических систем (1956) — [ c.37 ]

Аустенит аустенизация

Аустенит как истинный раствор

Аустенит, условия образования

Образование аустенита

© 2018 chem21.info Реклама на сайте

Источник: http://chem21.info/info/1529/

Структуры сталей при различных температурах

Стали, как указывалось выше, являются сплавами железа с углеродом.

Структуры углеродистых сталей в зависимости от содержания в них углерода, а также структурные превращения, которые происходят в этих сталях при нагреве и медленном охлаждении, изучаются по диаграмме Fe—С.

На рисунке приведена часть диаграммы Fe—С, характеризующая структуры сталей. Диаграмма дана в несколько упрощенном виде.

Прежде чем рассматривать структурные превращения в сталях, выясним, какие структуры в них встречаются при комнатных температурах и при нагреве.

Линии диаграммы определяют температуры, при которых в сталях происходят какие-либо структурные, превращения.

Феррит

Феррит — твердый раствор углерода в железе а. При комнатной температуре в феррите может растворяться не более чем 0,006% углерода.

Если содержание углерода встали больше чем 0,006%, то, кроме феррита, в структуре стали имеются другие структурные составляющие.

Феррит обладает небольшой прочностью и твердостью, но высокой пластичностью. Он имеет хорошие магнитные свойства.

Цементит

Цементит — химическое соединение железа с углеродом, отвечающее формуле Fe3C. Содержание углерода в цементите составляет 6,67% и не изменяется во всем интервале температур, вплоть до температуры плавления.

Цементит является самой твердой структурной составляющей стали. Он имеет высокую прочность, но чрезвычайно хрупок.

Перлит

Перлит — механическая смесь феррита и цементита (после травления эта структура имеет перламутровый отлив).

Перлит бывает пластинчатым (цементит в виде пластинок) и зернистым (цементит в виде зернышек). Твердость перлита выше, чем у феррита, но меньше, чем у цементита.

Аустенит

Аустенит (название дано в честь английского металловеда Аустена) — твердый раствор углерода в железе γ (модификация железа с гранецентрированной кристаллической решеткой). Максимальная растворимость углерода в железе γ составляет 2% при температуре 1130°.

Аустенит имеет невысокую твердость, обладает достаточно высокой прочностью наряду с хорошей пластичностью, большой стойкостью против коррозии, высоким электросопротивлением. Он немагнитен.

Читайте также:  Песчаник это горная порода физические свойства, описание, месторождения и фото камень песчаник

Диаграмма железоуглеродистых сплавов

Вернемся к вышеприведенной диаграмме, так линия АС показывает, при каких температурах при охлаждении начнется процесс кристаллизации в стали. Линия АЕ показывает, при каких температурах кристаллизация закончится, т.е. сплав затвердеет.

Из диаграммы видно, что чистое железо кристаллизуется при постоянной температуре (1539°)

Сталь с содержанием С=0,8% кристаллизуется не при постоянной температуре, а в некотором интервале температур. Точка 1 определяет температуру начала кристаллизации, точка2 — температуру конца кристаллизации стали с содержанием С = 0,8%.

Таким образом, при температурах ниже линии АЕ сталь будет находиться в твердом состоянии и структура стали будет аустенит. При этом весь углерод, который в стали имеется, будет растворен в аустените.

Структура аустенита сохранится в стали и при последующем охлаждении до температур, определяемых линиямиGS иSE.

§

Источник: http://www.Conatem.ru/tehnologiya_metallov/struktury-stalej-pri-razlichnyx-temperaturax.html

Нержавеющие стали: феррит, мартенсит, аустенит

Нержавеющие стали ценят за их высокое сопротивление коррозии. Все по-настоящему нержавеющие стали содержат не менее 11 % хрома. Такое содержание хрома обеспечивает образование тонкого защитного поверхностного слоя из карбида хрома при взаимодействии стали с кислородом.

Влияние хрома на коррозионную стойкость стали

Именно хром делает сталь нержавеющей. Кроме того, хром является элементом, повышающим устойчивость феррита. Рисунок 1 иллюстрирует влияние хрома на диаграмму состояния железо-углерод.

Хром заставляет аустенитную область сжаться тогда, как ферритная область увеличивается в размерах.

При высоком содержании хрома и низком содержании углерода феррит является единственной фазой вплоть до температуры ликвидуса.

Рисунок 1 — Влияние 17 % хрома на диаграмму состояния железо-углерод. При низком содержании углерода феррит является устойчивым при всех температурах. Буква «М» обозначает «металл», например, хром или железо, а также другие легирующие элементы.

Различают несколько видов нержавеющих сталей, основанных на различиях кристаллической структуры и упрочняющих механизмов.

Ферритные нержавеющие стали

Ферритные нержавеющие стали содержат до 30 % хрома и не более 0,12 % углерода.

Благодаря своей объемноцентрированной кристаллической структуре (ОЦК) ферритные стали имеют хорошую прочность и приличную пластичность , которые достигаются за счет упрочнения твердого раствора и деформационного упрочнения.

Ферритные стали являются ферромагнитными или, говоря по-простому, «магнитят». Они не поддаются термической обработке. Ферритные стали имеют отличную коррозионную стойкость, обладают умеренной способностью поддаваться обработке давлением и являются относительно дешевыми.

К ферритным  нержавеющим сталям относятся стали 08Х13, 12Х17, 08Х17Т, 15Х25Т, 15Х28 по ГОСТ 5632-72.

Мартенситные нержавеющие стали

Из рисунка 1 видно, что сталь с 17 % хрома и 0,5 % углерода при нагреве до 1200 ºС образует 100 %-ный аустенит, который превращается в мартенсит при закалке стали в масле.  Мартенсит затем отпускают для получения высокой прочности и твердости стали (рисунок 2).

Рисунок 2 – Мартенситная нержавеющая сталь.  Содержит крупные первичные карбиды и мелкие карбиды, которые образовались при отпуске.

Содержание хрома в мартенситных сталях обычно не более 17 %, так как в противном случае аустенитная область на диаграмме состояния становится слишком маленькой. Это приводит к тому, что в нее становится технологически трудно попасть: требуется жесткий контроль содержания углерода и температуры аустенитизации.

Более низкое содержание хрома позволяет расширить содержание углерода от 0,1 до 1,0 %, что дает возможность получать мартенсит различной твердости.

Комбинация высокой твердости, прочности и коррозионной стойкости делает эти стали подходящим для изготовления таких изделий как высококачественные ножи и шариковые подшипники.

К мартенситным нержавеющим сталям относятся стали 20Х13, 30Х13, 40Х13, 14Х17Н2 по ГОСТ 5632-72.

Аустенитные нержавеющие стали

Никель является элементом, который повышает устойчивость аустенита. Присутствие никеля в стали увеличивает размер аустенитной области, тогда как феррит почти полностью изчезает из железо-хромово-углеродистых сплавов (рисунок 3).

Рисунок 3 — Сечение диаграммы состояния железо-хром-никель-углерод при 18 % хрома и 8 % никеля. При низком содержании углерода аустенит является устойчивым при комнатной температуре.

Если содержание углерода становиться ниже 0,03 %, то карбиды в стали вообще не образуются и сталь является полностью аустенитной при комнатной температуре (рисунок 4).

Рисунок 4 – Аустенитная нержавеющая сталь

Аустенитные нержавеющие стали обладают высокой пластичностью, способностью обработке давлением и коррозионной стойкостью.

Термическая обработка нержавеющих сталей аустенитного класса заключается в закалке в воде с температуры 1050-1100 °С.

Такой нагрев вызывает растворение карбидов хрома, а быстрое охлаждение фиксирует состояние пресыщенного твердого раствора.

Очень важно отметить, что в результате закалки твердость этих сталей не повышается, а снижается. Поэтому для аустенитных нержавеющих сталей закалка является смягчающей термической операцией.

Свою прочность аустенитная нержавеющая сталь получает за счет холодного наклепа — нагартовки. Аустенитные стали могут получать деформационное упрочнение до значительно более высоких величин, чем ферритные нержавеющие стали.

При деформациях порядка 80-90 % предел текучести достигает 980-1170 МПа, а предел прочности — 1170-1370 МПа. Ясно, что такого наклепа можно достичь только при изготовлении таких видов изделий, как тонкий лист, лента, проволока.

Аустенитные нержавеющие стали являются немагнитными, что дает им преимущество во многих применениях.

Представителями аустенитных нержавеющих сталей являются стали 12Х18Н9 и 17Х18Н9, 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т, 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Б, 03Х18Н11 по ГОСТ 5632-72.

Дисперсионно твердеющие нержавеющие стали

Эти стали называют также высокопрочными нержавеющими сталями.

Дисперсионно твердеющие нержавеющие стали содержат алюминий, ниобий или тантал и получают свои свойства за счет закалки, деформационного упрочнения, упрочнения старением и мартенситного превращения.

Сталь сначала нагревают и закаливают с превращением аустенита в мартенсит. Повторный нагрев вызывает выделение из мартенсита упрочняющих частиц, таких как NiAl3. Высокая прочность этих сталей достигается даже при низком содержании углерода.

К дисперсионно твердеющим сталям относятся стали 07Х16Н6, 09Х15Н8Ю, 08Х17Н5М3, 04Х25Н5М2, ХН40МДТЮ по ГОСТ 5632-72.

Двухфазные нержавеющие стали

В некоторых случаях в структуре нержавеющих сталей намеренно получают смесь различных фаз. При соответствующем контроле химического состава и режимов термической обработки получают сталь с содержанием, например, 50 % феррита и 50 % аустенита.

Такая комбинация фаз в структуре стали обеспечивает ей такое уникальное сочетание механических свойств, коррозионной стойкости, способности к обработке давлением и свариваемости, которое невозможно достичь в никаких других нержавеющих сталях.

Иногда их называют по-зарубежному — дуплексные стали.

К двухфазным нержавеющим сталям относятся стали 08Х22Н6Т, 03Х23Н6, 08Х21Н6М2Т, 03Х22Н6М2, 08Х18Г8Н2Т, 03Х24Н6М3 по ГОСТ 5632-72.

Источник: D. Askeland, P. Fulay, W. Wright — The Science and Engineering of Materials, 2011

Источник: http://steel-guide.ru/klassifikaciya/nerzhaveyushhie-stali/nerzhaveyushhie-stali-ferrit-martensit-austenit.html

Аустенит — Исходные материалы и их подготовка — Свободная ковка

Главная / Свободная ковка / Исходные материалы и их подготовка / Аустенит

Аустенит в отличие от перлита (механической смеси железа — феррита с пластин ками цементита) является однородным твердым рэствором углерода в железе.

При нагреве зерна структурных составляющих превращаются в зерна аустенита+феррит в доэвтектоидных сталях и аустенитаfцементит в заэвтектоидных, а при переходе верхних критических точек Ас, лежащих по линии GSE, все зерна превращаются в аустенит.

Естественно, что при охлаждении углеродистой стали, находящейся в аустенитном состоянии (в области AGSE), идет обратный процесс — часть аустенитных зерен превращается в зерна перлита. Для эвтектоидной стали критические точки ACl и Ас, совпадают и находятся на уровне 723° С, являющемся самой низкой температурой структурных превращений для сплавов железо — углерод.

Линия АЕ соответствует температурам начала плавления сталей, началу перехода твердого раствора — аустенита в жидкое состояние при нагревании металла и соответственно концу затвердевания при охлаждении. Линия АС соответствует температурам полного расплавления твердого раствора при нагревании и началу кристаллизации при охлаждении жидкой стали.

Наклонное расположение линий АЕ и АС означает, что по мере увеличения процента содержания углерода в стали снижается температура начала и конца плавления твердого раствора при нагреве или температура начала и конца кристаллизации при охлаждении. Пользуясь диаграммой состояния железоуглеродистых сплавов, можно легко ориентироваться в характере структурных изменений, происходящих при нагреве или охлаждении.

Гнк — температура начала ковки,Ткк — то же, конца ковки.

Для примера рассмотрим сталь 30. Изменения в структуре стали представляются на диаграмме вертикальной штриховой линией, восстановленной из точки 0,3 на оси абсцисс (точка а) и продленной до пересечения с линией АС.

При температурах до 723° С (точка б) сталь состоит из феррита и перлита, при повышении температуры выше 723° С начнутся превращения перлита в аустенит и в интервале температур 723—830° С структура стали будет состоять из аустенита+феррит.

В точке в, лежащей на линии GSE, при температуре 830° С превращение перлита в аустенит закончится полностью, и при дальнейшем нагревании структура стали будет состоять только из зерен аустенита. В точке г, лежащей на линии АЕ и соответствующей температуре 1480° С, начинается плавление, а в точке д сталь полностью переходит в жидкое состояние.

Та же сталь 30 (жидкая) при медленном охлаждении претерпевает следующие превращения: в точке д начинается, а в точке г заканчивается затвердевание; далее до точки в идет охлаждение твердого раствора аустенита; в точке в начинается и в точке б (на линии PSK) заканчивается выделение феррита; остаток аустенита в точке б превращается в перлит. При дальнейшем охлаждении сталь приобретает исходную структуру феррит+перлит.

Заштрихованная часть диаграммы состояния  помогает правильно выбрать интервалы ковки — верхний предел температуры нагрева заготовки перед ковкой, а также установить нижний предел температуры ковки, при котором рекомендуется прекратить ее.

«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий

Топливо для кузнечного производства

В кузнечных нагревательных печах и горнах применяется твердое, жидкое и газообразное топливо.

Основными требованиями, предъявляемыми к топливу, являются удобство сжигания и обеспечение высококачественного нагрева при относительно низкой себестоимости его.

Читайте также:  Перидот это минерал разновидность минерала хризолит физические свойства, описание, месторождения и фото камень перидот

Твердое топливо Естественным твердым топливом являются каменные (антрациты, бурые и др.) угли, торф, дрова и др.; из них получают искусственные виды твердого топлива: кокс, древесный уголь,…

Продолжительное пребывание металла в печи при температурах, близких к началу плавления, приводит к оплавлению легкоплавких примесей, находящихся по границам зерен.

При этом проникший в межзеренные прослойки кислород образует окисленные соединения примесей и металла, которые разобщают зерна друг от друга.

Происходит так называемый пережог металла, при котором связь между отдельными зернами нарушается и появляются глубокие трещины….

Газообразное топливо является самым удобным из всех видов топлива для сжигания в нагревательных печах.

Легкая  смешиваемость газа с воздухом и возможность их подогрева перед сжиганием создают благоприятные условия в рабочей камере печи для полного сгорания топлива почти без избытка воздуха.

При работе печи на газообразном топливе возможна полная автоматизация процесса. Газообразное топливо бывает природным и…

Способы безокислительного нагрева

При ковке и штамповке поковок для деталей высокой точности, на поверхности которых не допускается окалина, а также в целях экономии металла применяют различные способы безокислительного нагрева, которые осуществляются в печах открытого пламени, муфельных и электрических. В кузнечных нагревательных печах с защитным газовым слоем на поде нагрев заготовок осуществляют при омывании их газами нейтрального или восстановительного…

Влияние нагрева на свойства металла

Нагрев заготовки при горячей обработке металлов давлением необходим для повышения пластичности, а следовательно, и ковкости материала.

Пластичность характеризуется величиной уменьшения высоты образца до появления трещин, вязкостью при ударных нагрузках и относительным удлинением образца при разрыве.

Ковкостью называется способность металла при высокой пластичности оказывать незначительное сопротивление деформированию. Пластичность и ковкость в значительной степени зависят от температуры…

Источник: https://www.ktovdome.ru/svobodnaya_kovka/ishodnye_materialy_i_ih_podgotovka/9406.html

Аустенит

Навигация:
Библиотека DJVU
Photogallery
БСЭ

Статистика: Аустенит, одна из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов, твёрдый раствор углерода (до 2%)и легирующих элементов в

Диаграмма изотермического превращения аустенита стали, содержащей 0,4% углерода, 2% марганца и 0,1% ванадия.

железе (см. Железо). Аустенит получил название по имени английского учёного У. Робертса-Остена (W. Roberts-Austen, 1843—1902). Кристаллическая решётка — куб с центрированными гранями. Аустенит немагнитен, плотность его больше, чем других структурных составляющих стали. В углеродистых сталях и чугунах Аустенит устойчив выше 723°C. В процессе охлаждения стали Аустенит превращается в другие структурные составляющие. В железоуглеродистых сплавах, содержащих никель, марганец, хром в значительных количествах, Аустенит может полностью сохраниться после охлаждения до комнатной температуры (например, нержавеющие хромоникелевые стали). В зависимости от состава стали и условий охлаждения Аустенит может сохраниться частично в углеродистых или легированных сталях (т. н. остаточный Аустенит).

  Учение о превращениях Аустенит берёт начало с открытий Д. К. Чернова (1868), впервые указавшего на их связь с критическими точками стали. При охлаждении ниже этих точек образуются фазы с иным взаимным расположением атомов в кристаллической решётке и, в некоторых случаях, с измененным химическим составом.

Различают три области превращений Аустенит В верхнем районе температур (723—550°С) Аустенит распадается с образованием перлита — эвтектоидной смеси, состоящей из перемежающихся пластин феррита (массовая концентрация углерода 0,02%) и цементита (концентрация углерода 6,7%).

Перлитное превращение начинается после некоторой выдержки и при достаточном времени завершается полным распадом Аустенит Ниже определенной температуры (Мн), зависящей от содержания углерода (для стали с 0,8% углерода около 240°C), происходит мартенситное превращение Аустенит (см. Мартенсит).

Оно состоит в закономерной перестройке кристаллической решётки, при которой атомы не обмениваются местами.

В интервале температур 550°С — Мн происходит промежуточное (бейнитное) превращение Аустенит Это превращение, как и перлитное, начинается после инкубационного периода и может быть подавлено быстрым охлаждением; оно, как и мартенситное, прекращается при постоянной температуре (некоторая часть Аустенит сохраняется непревращённой) и сопровождается образованием характерного рельефа на поверхности шлифа. При промежуточном превращении упорядоченные перемещения металлических атомов сочетаются с диффузионным перераспределением атомов углерода в Аустенит В результате образуется феррито-цементитная смесь, а часто и остаточный Аустенит с измененным по сравнению со средним содержанием углерода. Цементит при промежуточном превращении может выделяться как из Аустенит непосредственно, так и из пересыщенного углеродом феррита (см. Бейнит).

Превращение Аустенит в сплавах с содержанием углерода св. 2%, в связи с наличием первичных образований цементита или графита, вызывает своеобразие получающихся структур (см. Чугун). Представление о кинетике превращений Аустенит дают диаграммы, указывающие долю превратившегося Аустенит в координатах температура — время.

На диаграмме превращений легиров. Аустенит четко разделены области перлитного (640—520°C) и промежуточного (480—300°C) превращений и имеется температурная зона высокой устойчивости Аустенит (рис.). При перлитном превращении легированного Аустенит во многих случаях образуется смесь феррита и специальных карбидов.

  Легирующие элементы, за исключением кобальта, увеличивают продолжительность инкубационного периода перлитного превращения.

  Закономерности превращений Аустенит используют при разработке легированных сталей различного назначения процессов термической и термомехалической обработки. Диаграммы превращений Аустенит позволяют устанавливать режимы отжига сталей, охлаждения изделий, изотермической закалки и т. д.

 

  Лит.: Курдюмов Г. В., Явления закалки и отпуска стали, М., 1960; Энтин Р. И., Превращения аустенита в стали, М., 1960.

  Р. И. Энтин.

Диаграмма изотермического превращения аустенита стали, содержащей 0,4% углерода, 2% марганца и 0,1% ванадия.

Статья про слово «Аустенит» в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 8078 раз

Источник: http://bse.sci-lib.com/article081760.html

Превращения в стали. Превращение аустенита в перлит. Диаграмма изотермического превращения аустенита. | мтомд.инфо

Превращение связано с диффузией углерода, сопровождается полиморфным превращением Feγ -> Feα, выделением углерода из аустенита в виде цементита, разрастанием образовавшегося цементита. Формула превращения:

Feγ (C) -> Feα (C) + Fe3C

Превращения в стали. Мартенситное превращение. Мартенсит. Мартенсит структура. Критическая скорость закалки.
Превращения в стали. Превращение мартенсита в перлит. Мартенсит отпуска. Троостит отпуска. Сорбит отпуска.

В зависимости от степени переохлаждения различают три области превращения. Вначале, с увеличением переохлаждения скорость превращения возрастает, а затем убывает. При температуре 727 oС и ниже 200o С скорость равна нулю. При температуре 200o С равна нулю скорость диффузии углерода.

Превращения в стали. Промежуточное превращение. Бейнит.
Превращения в стали. Изотермическая диаграмма превращения сталей. Превращение перлита в аустетит. Перегрев. Пережог.

Образцы нагревают до температуры, при которой структура состоит из однородного аустенита (7700 С). Затем переносят в термостаты с заданной температурой (интервал 25 – 500 С). Превращение аустенита можно легко обнаружить с помощью наблюдений за изменением магнитных характеристик, так как аустенит парамагнитен, а феррит и цементит обладают магнитными свойствами.

Диаграмма железо-углерод. Диаграмма состояния железо-углерод. Диаграмма железо-цементит. Диаграмма состояния железо-цементит.

Получают серию кинетических кривых (рисунок 1, позиция а), которые показывают количество образовавшегося перлита в зависимости от времени, прошедшего с начала превращения.

Рисунок 1 — Кинетические кривые превращения аустенита при охлаждении и диаграмма изотермического превращения аустенита

а — кинетические кривые превращения аустенита при охлаждении; б — диаграмма изотермического превращения аустенита

В начале наблюдается инкубационный подготовительный период, время, в течение которого сохраняется переохлажденный аустенит. Превращение протекает с различной скоростью и достигает максимума при образовании 50 % продуктов распада. Затем скорость начинает уменьшаться и постепенно затухает. С увеличением степени переохлаждения устойчивость аустенита уменьшается, а затем увеличивается.

Горизонтальная линия Мн показывает температуру начала бездиффузного мартенситного превращения. Такие диаграммы называются диаграммами изотермического превращения аустенита (рисунок 1, позиция б).

При малых степенях переохлаждения, в области температур 727…550o С, сущность превращения заключается в том, что в результате превращения аустенита образуется механическая смесь феррита и цементита, состав которой отличается от состава исходного аустенита. Аустенит содержит 0,8 % углерода, а образующиеся фазы: феррит –0,02 %, цементит – 6,67 % углерола.

Время устойчивости аустенита и скорость его превращения зависят от степени переохлаждения.

Максимальная скорость превращения соответствует переохлаждению ниже температуры A1 на 150…200o С, то есть соответствует минимальной устойчивости аустенита.

Рисунок 2 — Механизм превращения аустенита в перлит

При образовании перлита из аустенита ведущей фазой является цементит. Зарождение центров кристаллизации цементита облегчено на границе аустенитных зерен.

Образовавшаяся пластинка цементита растет, удлиняется и обедняет соседние области углеродом. Рядом с ней образуются пластинки феррита. Эти пластинки растут как по толщине, так и по длине.

Рост образовавшихся колоний перлита продолжается до столкновения с кристаллами перлита, растущими из других центров.

Компоненты железоуглеродистых сплавов. Фазы железоуглеродистых сплавов.

Свойства и строение продуктов превращения аустенита зависят от температуры, при которой происходит процесс его распада.

Толщина соседних пластинок феррита и цементита определяет дисперсность структуры и обозначается Δо. Она зависит от температуры превращения. В зависимости от дисперсности продукты распада имеют различное название.

а) Δо ≈ (0,5 .. 0,7)10-3 мм – перлит.

Образуется при переохлаждении до температуры Т = 650…700 oС, или при скорости охлаждения Vохл = 30…60 oС/ч. Твердость составляет 180…250 НВ.

б) Δо = 0,25 · 10-3 мм – сорбит.

Образуется при переохлаждении до температуры Т = 600…650 oС, или при скорости охлаждения Vохл = 60 oС/с. Твердость составляет 250…350 НВ. Структура характеризуется высоким пределом упругости, достаточной вязкостью и прочностью.

в) Δо = 0,1 · 10-3 мм – троостит.

Образуется при переохлаждении до температуры Т = 550…600 oС, или при скорости охлаждения Vохл = 150 oС/с. Твердость составляет 350…450 НВ. Структура характеризуется высоким пределом упругости, малой вязкостью и пластичностью.

Твердость металлов. Твердость по Шору. Твердость по Бринеллю. Твердость по Виккерсу. Твердость по Роквеллу.

Твердость ферритно-цементитной смеси прямопропорциональна площади поверхности раздела между ферритом и цементитом.

Источник: http://www.mtomd.info/archives/1397

Ссылка на основную публикацию