开断用阀门生产许可证的细则.应该怎样申办新浦压力管道特种设备安装许可证 |
图
8-13 铁
—碳合金状态图
(2) 奥氏体的形成过程
珠光体到奥氏体的转变,大致可分为四个阶段,即奥氏体晶核的形成、晶体的长大、残余碳化物的溶解及奥氏体的均匀化(图
8-14)。
图
8-14 共析碳钢中奥氏体的形成过程
① 奥氏体晶核的形成
奥氏体晶核通常优先产生于珠光体中铁素体与渗碳体的相界面上,因为在相界面上原子排列较不规整,容易获得形成奥氏体时所需要的能量和浓度的条件。在等温条件下,随着时间的增长,奥氏体晶核从无到有,从少到多,在铁素体和渗碳体相界面上长大。
② 奥氏体的长大
奥氏体晶核形成以后,碳在奥氏体中的分布是不均匀的,随着碳扩散的进行,奥氏体与铁素体及渗碳体接触处的碳浓度在不断发生变化,即发生着碳浓度失去平衡和恢复平衡的反复循环过程,使奥氏体一方面向渗碳体长大,另一方面向铁素体长大,直至铁素体消失而全部转变为奥氏体。
③ 残余碳化物(渗碳体)的溶解
珠光体转变为奥氏体刚结束时,钢中还残留着一些未溶解的碳化物(渗碳体)。共析钢加热到
A1以上温度时,开始形成奥氏体,但还残余着碳化物,随着时间的增长,碳化物不断溶解,直至全部消失。
④ 奥氏体均匀化
当残余碳化物全部溶解时,奥氏体中的碳浓度仍是不均匀的,在原来碳化物的区域,含碳量较高,在原来铁素体的中心区域,含碳量较低。如果继续延长时间,通过碳的扩散,可使奥氏体的含碳量逐渐趋于均匀。亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程,与共析钢基本相同,但是还具有过剩相溶解的特点。
亚共析钢的退火组织为 珠光体和过剩铁素体。当缓慢加热到点时,珠光体转变为奥氏体,此时,成为奥氏体和自由铁素体的混合组织;如果进一步提高温度和保温时间,则自由铁素体将逐步转变为奥氏体。在温度超过时,自由铁素体完全消失,全部组织为较细的奥氏体晶粒。若进一步提高加热温度和保温时间,奥氏体晶粒将长大。
过共析钢的退火组织为珠光体和过剩渗碳体,其中过剩渗碳体往往呈网状分布。当缓慢加热到
AC1点时,珠光体转变为奥氏体,此时,成为奥氏体和过剩渗碳体的混合组织;如果进一步提高温度和延长保温时间,则过剩渗碳体将逐渐溶解于奥氏体。在温度超过
Acm时,过剩渗碳体完全溶解,全部组织为奥氏体,此时奥氏体晶粒已经粗化。对于过共析碳钢制造的工具或模具,在加热时不可使渗碳体完全溶入奥氏体,否则因奥氏体晶粒粗大,导致钢淬火后脆性增大,甚至产生淬火裂纹。因此正常的淬火加热温度控制在
A C1~Acm的范围内。
(3) 奥氏体的形成速度
为了能够控制钢的奥氏体化状态,必须了解奥氏体的形成首都。奥氏体的形成速度可在奥氏体等温形成图中反映出来。图
8-15为共析钢奥氏体等温形成图。从图的左面起,第一条线表示有
0.5%奥氏体形成,可作为奥氏体形成开始线;第二条线表示有
99.9%奥氏体形成,可作为奥氏体形成终了线;第三条线表示残余碳化物溶解完了;地四条线表示奥氏体碳浓度基本达到均匀。
图
8-15 共析钢的奥氏体等温形成图
从图
8-15可见:奥氏体化所需要的时间与等温转变温度有密切关系。在稍高于温度时,奥氏体化所需时间较长;随着温度的提高,奥氏体化过程加快。
奥氏体形成的时间较短,残余碳化物溶解的时间较长,而奥氏体均匀化的时间更长。以
780℃等温为例,形成奥氏体的时间不到
10秒,要完全溶解碳化物却需要几百秒,要实现奥氏体均匀化就要
10000秒(约
3小时左右)。
在亚共析钢和过共析钢中,奥氏体等温形成图基本上与共析钢相同。但亚共析钢有其特点,如图
8-16所示,即在含碳量较高的亚共析钢中,铁素体转变终了线与残余碳化物溶解线有交叉的特征,当温度较高时,自由铁素体溶解之后,仍有残余碳化物;而当温度较低时,残余碳化物先溶解,而后自由铁素体再溶解,在
A3温度以下,当残余碳化物溶解之后 仍有铁素体存在,而且不能全部溶解。
(4) 各种因素对奥氏体形成的影响
奥氏体形成是一个扩散过程。凡是影响扩散的一些因素如温度、成分等等都将影响奥氏体形成。
1) 温度的影响
珠光体向奥氏体转变遵循形核并长大的规律。实验表明,奥氏体形核率(
N)和长大率(
G)与等温形成温度之间有密切关系。见表
8-6所示。
表
8-6 等温温度对奥氏体转变参数的影响
转变温度
表中指出,随着温度的升高,奥氏体的形核率和长大率都急剧增加,当温度从
740℃提高到
800℃时,奥氏体的形核率(
N)约增加
270倍,长大率(
G)约增加
80倍,从而使奥氏体转变速度大大加快。
2) 成分的影响
A 碳的影响
随着钢中含碳量的增加,渗碳体的数量相应地增加,而铁素体的数量却相对地减少,因铁素体和渗碳体的相界面总量增多,从而加速了珠光体向奥氏体的转变。
B 合金元素的影响
钢中加入合金元素不改变加热时奥氏体的形成过程,但影响奥氏体的形成速度。
由于合金元素改变
A1、
A3或
Acm点的位置,有的元素降低
A1点,如
Nl、
Mn等;有的元素提高
A1点,如
Cr、
Mo、
W、
Si,在制定热处理的工艺时,应根据合金元素对临界点的影响,适当提高或降低奥氏体化温度。
合金元素影响碳原子在奥氏体中的扩散系数和残余碳化物的溶解。镍(
Ni)既降低
A1点,增加过热度,同时又增加碳在奥氏体中的扩散系数,从而加快了奥氏体的形成速度。硅(
Si)和铝(
Al)对碳原子在奥氏体中的扩散系数影响不大,但由于它们是升高
A1,降低过热度的元素,因此,它们对奥氏体的形成速度还是减慢的。
铬(
Cr)、钼(
Mo)、钨(
W)、钒(
V)、钛(
Ti)等是能够形成稳定碳化物的元素,它们既升高
A1点,降低过热度,又显著降低碳在奥氏体中的扩散系数,从而也就显著地减慢奥氏体的形成速度。上述元素是按其所形成碳化物的稳定性逐渐增强的次序排列的,其中以钛(
Ti)所形成的碳化物最稳定。所形成的碳化物越稳定,就越难溶解,就越减慢奥氏体的形成速度。在实际生产中,为了加速稳定碳化物的溶解,经常采取大幅度提高加热温度的措施。
C 原始组织的影响
珠光体中碳化物的形态和分散度,对铁素体和渗碳体相界面多少及彼此间的距离都有影响,在相同的温度下,相界面越多,形核率越大;层间距离越小,奥氏体中碳浓度梯度越大,扩散速度便越快,另外,扩散距离缩短,使奥氏体晶体长大速度加快。所以,原始组织越细,奥氏体形成速度越快。
4 连续加热时奥氏体的形成
实际生产中钢件的热处理大都是采用连续加热的方法,在连续加热的情况下,通过实验表明连续加热时奥氏体的形成与等温形成的规律基本相同,但是也有其特点,主要表现在以下几方面:
(1) 连续加热时的加热速度改变了
Ac1、
Ac3和
Acm点的位置,通常是随着加热速度的增大而提高,特别是
Ac3点提高得更明显。
(2) 连续加热时奥氏体是在一个温度范围内形成的,而且随着加热速度的增大,形成温度增高,形成温度范围加大。
(3) 钢中的原始组织对连续加热时的奥氏体形成有很大影响,原始组织中分散度越小,特别是有大块自由铁素体或渗碳体存在时,奥氏体的均匀化将移向高温。
5 奥氏体晶粒长大及其控制
奥氏体的晶粒大小影响其转变产物的组织和性能,晶粒细化可以提高钢的强度和韧性,所以研究奥氏体晶粒长大问题,具有重要的实际意义。
(1) 奥氏体晶粒度的概念
根据奥氏体形成过程和晶粒
长大情况,奥氏体晶粒度可分为:起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度三种。
起始晶粒度是指珠光体刚刚全部转变为奥氏体时的奥氏体晶粒度,一般情况是,奥氏体起始晶粒度比较细小 -----------------------主要业务------------------------------------------------ 企业咨询项目 雨正咨询--我们不是全能型的咨询机构,我们只做我们所擅长的,我们致力于把我们所擅长的项目做到最专业,让能够成为我们客户的企业,用最低的成本、最短的时间通过各项许可证项目的评审。 优势项目: 特种设备许可证 全国工业产品生产许可证
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