Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 0

Бейнит

Свойства аустенитных сталей

Сталь аустенитного класса образует 1-фазную структуру во время процесса кристаллизации. Ее кристаллическая решетка не изменяется даже при резком охлаждении до отрицательных температур (–200 °C). Основными компонентами аустенитных железных сплавов являются хром и никель. От доли их содержания зависят технологичность, пластичность, прочность и жаростойкость материала. Для легирования применяют следующие материалы:

  1. Ферритизаторы: титан, кремний, молибден, ниобий. Они стабилизируют структуру аустенитов и формируют объемноцентрированную кубическую решетку.
  2. Аустенизаторы: азот, марганец и углерод. Они присутствуют в избыточных фазах, формирующихся во время термообработки железных сплавов.

По свойствам материалов аустенитные модификации железа делятся на следующие типы:

  1. Коррозионностойкие (нержавеющие). В их состав входит хром (18%), никель (30%) и углерод (0,25%). Эти высоколегированные стали применяются в промышленном производстве с 1910 г. Их главным преимуществом является устойчивость к коррозии. Материал сохраняет это свойство даже при сильном нагревании, что обусловлено низким содержанием углерода. Коррозионностойкие железные сплавы производятся, согласно ГОСТ 5632-2014. В них могут присутствовать добавки из кремния, марганца, и молибдена.
  2. Жаростойкие. Они обладают ГЦК-решеткой и устойчивы к воздействию высоких температур. Этот материал можно нагревать до 1100 °C. Жаропрочные аустенитные стали применяются при изготовлении печных устройств, турбин роторов электростанций и иных приборов, работающих при помощи дизельного топлива. При производстве данной модификации железа используются дополнительные добавки из бора, ниобия, ванадия, молибдена и вольфрам. Эти химические элементы повышают жаропрочность материала.
  3. Хладостойкие. В составе этих высоколегированных сталей присутствуют хром (19%) и никель (25%). Главным достоинством материала является высокая вязкость и пластичность. Также эта модификация железа располагает высокой стойкостью к коррозии. Хладостойкие металлы сохраняют данные свойства даже при резком понижении температуры. Их главным недостатком является низкая прочность во время работы при комнатной температуре.

Аустенитная высоколегированная сталь является одной из самых дорогих модификаций железа, потому что в них содержится большое количество дорогостоящих материалов: хрома и никеля. Также на ее стоимость влияет количество дополнительных легирующих компонентов, позволяющих создавать железные сплавы с особыми свойствами. Дополнительные элементы легирования подбираются в зависимости от сложности работ, где применяются аустенит.

В аустенитных сталях могут осуществляться следующие разновидности превращений:

  1. Образование феррита при нагреве железного сплава до высоких температур.
  2. При нагреве до температуры 900 °C из аустенита начинают выделяться избыточные карбидные фазы. Во время этого процесса на аустенитной поверхности образуется межкристаллическая коррозия, постепенно разрушающая материал.
  3. Во время охлаждения аустенита до температуры 730 °C происходит эвтектоидный распад. В результате образуется перлит – модификация железных сплавов. Его микроструктура представлена в виде небольших пластин или округлых зерен.
  4. При резком понижении температуры металлического изделия формируется мартенсит – микроструктура, состоящая из пластин игольчатого или реечного вида.

Время, требуемое для превращения аустенитной стали в иные модификации железа, определяется содержанием углерода в твердом растворе и количеством дополнительных легирующих компонентов. Чем ниже эти показатели, тем быстрее охлаждается металлическое изделие.

Строение бейнита

В углеродистых сталях ниже изгиба С-кривой, в интервале примерно 500 — 250 °С, происходит бейнитное превращение.

Оно называется также промежуточным превращением — промежуточным между перлитным и мартенситным. Кинетика этого превращения и получающиеся структуры имеют черты кинетики и структур, наблюдаемых при диффузионном перлитном и бездиффузионном мартенситном превращениях.

В результате бейнитного превращения образуется смесь α-фазы (феррита) и карбида, которая называется бейнитом. Карбид в бейните не имеет пластинчатого строения, свойственного перлиту. Карбидные частицы в бейните очень дисперсны, и их можно обнаружить только под электронным микроскопом.

Различают «верхний» и «нижний» бейнит, образующиеся соответственно в верхней и нижней части промежуточного интервала температур. Верхний бейнит имеет перистое строение, а нижний — игольчатое, мартенситоподобное.

Нижний бейнит по виду микроструктуры бывает трудно отличить от отпущенного мартенсита. Указанные микроструктурные особенности, связанные с формой кристаллов феррита, не обязательны для бейнита во всех сталях. Феррит в бейните может и не иметь игольчатой формы. Встречаются зернистый и столбчатый бейниты. Верхний бейнит от нижнего можно более строго отличить по характеру распределения карбидной фазы. Электронно-микроскопический анализ показал, что в верхнем бейните карбидные частицы расположены между пластинами феррита или по границам и внутри пластин, а в нижнем бейните включения карбида находятся только внутри пластин α-фазы.

Продукты изотермического превращения переохлажденного аустенита в промежуточном интервале температур по своим физическим свойствам, составу и структуре фаз близки к продуктам отпуска мартенсита закаленной стали, если температуры бейнитного превращения и отпуска одинаковы. Ферритная фаза в бейните является пересыщенным раствором углерода в α-железе.

Состав феррита находится между линией PQ и метастабильным продолжением линии GP на диаграмме состояния Fe — С (смотрите рисунок ), т. е. между линиями стабильного равновесия α/(α + Fe3C), и метастабильного равновесия α/(α + v).

Карбидная фаза — это обычный цементит Fe3C с ромбической решеткой. Кроме того, в нижнем бейните можно обнаружить ε-карбид с гексагональной решеткой (аналогично картине отпуска стали смотрите Структурные изменения при отпуске сталей).

Участок диаграммы состояния Fe — С

Участок диаграммы состояния Fe — С с предполагаемым метастабильным равновесием аустенит — феррит — ε-карбид. В скобках обозначены фазовые области в метастабильной системе (Хейеман).

Появление ε-карбида в нижнем бейните можно предположительно объяснить существованием метастабильного трехфазного равновесия γ α + ε при ~ 350 °С.

В соответствии со схемой на рисунке метастабильный ε-карбид образуется только при переохлаждениях аустенита до температур ниже 350 °С. Скорость его зарождения больше, чем у цементита, так как ε-карбид ближе по структуре к аустениту и должен характеризоваться меньшей работой образования критического зародыша (смотрите Образование промежуточных метастабильных фаз).

При нагревании стали со структурой нижнего бейнита до температур выше 350 °С метастабильный ε-карбид растворяется и заменяется цементитом.

«Теория термической обработки металлов»,И.И.Новиков

2. Характеристика

При 900°С низкоуглеродистая сталь полностью состоит из аустенита, высокотемпературной модификации железа. Ниже 700 °С 727 °С в эвтектическом железе аустенит термодинамически неустойчив и в условиях равновесия будет проходить эвтектоидная реакция с образованием перлита — перемежающаяся смесь феррита и цементита Fe 3 C. Фазовые превращения в стали в значительной степени находятся под влиянием химической кинетики, что приводит к сложной микроструктуре стали, сильно зависящей от скорости охлажения. Этот факт может быть проиллюстрирован термокинетической диаграммой. Термокинетическая диаграмма отображает время, необходимое для образования фазы, при охлаждении образца с некоторой скоростью и показывает области той или иной фазы в плоскости «время — температура», исходя из чего для заданного термического цикла могут быть определены фазовые доли.

При медленном охлаждении стали доминирующей микроструктурой будет перлит с некоторой долей доэвтектоидного феррита или цементита, в зависимости от химического состава. Тем не менее, фазовое превращение аустенита в перлит является зависящей от времени восстановительной реакцией, которая требует крупномасштабного движения атомов железа и углерода. Поскольку углерод как атом внедрения легко диффундирует даже при умеренных температурах, самодиффузия атомов железа становится чрезвычайно медленной при температурах ниже 600 °С и, в итоге, прекращается. Как следствие, быстро охлажденная сталь может достигать температуры, при которой перлит уже не может больше формироваться, несмотря на незаконченную реакцию, а оставший аустенит термодинамически неустойчив.

Аустенит при быстром охлаждении образует мартенсит без диффузии или железа, или углерода, посредством перехода гранецентрированной кубической кристаллической решетки аустенита в искривленную объемно-центрированную тетрагональную кристаллическую решетку. Эта неравновесная фаза может формироваться только при низких температурах, когда движущая сила реакции достаточна для преодоления значительной деформации решетки, вызванной фазовым превращением. Этот фазовый переход, по существу, не зависит от времени, а фазовая доля зависит только от степени переохлаждения от температуры, определяющей начало мартенситного превращения. Данное фазовое преврашение происходит без диффузии атомов внедрения или атомов замещения. Мартенсит наследует состав исходного аустенита.

Бейнит образуется в режиме охлаждения между двумя вышеописанными процессами, в области температур, где самодиффузия железа ограничена, но движущей силы реации недостаточно для формирования мартенсита. В отличие от перлита, где феррит и цементит растут вместе, бейнит формируется в результате превращения железа, перенасыщенного углеродом, с последующей диффузией углерода и выделением карбидов. Различают нижний бейнит и верхний бейнит, которые отличаются друг от друга по виду микроструктуры и свойствам. Нижний бейнит образуется при температурах, близких к температуре начала мартенситного превращения 350 — 200 °С. Верхний или перистый бейнит верхний перистый троостит образуется при более высоких температурах, вблизи границы с областью перлитного превращения 500 — 350 °С. Скорость диффузии углерода при температуре формирования бейнита определяет разницу в микроструктуре и свойствах верхнего и нижнего бейнита.

Существуют разные теории по механизму преобразования бейнита:

Характеристика

После длительного нагревания до температуры 900 °С и выше в составе стали остается только одна модификация железа – аустенит. При дальнейшем охлаждении изделия с медленной скоростью ее микроструктурой будет являться перлит и цементит. Доля этих элементов зависит от химического состава железного сплава. При постепенном понижении температуры стали аустенит превращается в перлит, происходит реакция восстановления с участием частиц железа и углерода. Процесс диффузии замедляется при температурах не выше 600 °С.

В результате полной остановки диффузии сталь начинает охлаждаться быстрее. В этом случае будет образовываться мартенсит. При низких температурах формируется неравновесная фаза, заключающаяся в изменении формы кристаллической решетки.

При резком охлаждении аустенит может только частично превратиться в мартенсит. Остаточный аустенит не твердый, поэтому он снижает прочность закаленной стали. При дальнейшей обработке или эксплуатации он может превратиться в мартенсит. Но в результате этого процесса на изделии могут появиться дополнительные трещины или иные внешние дефекты

Поэтому при быстром охлаждении важно, чтобы процесс образования мартенсита завершался полностью

Бейнит является светлой структурой, произрастающей от оболочек зерен аустенита. Он представляет собой небольшую тонкую линию. Данная модификация железа отличается наличием пакетной структуры. В ее состав входят рейки и пластины. На их границах расположены стержнеобразные карбиды. На оболочке аустенитного зерна формируются центры кристаллизации.

Бейнит образуется между данными процессами, когда движущих сил химической реакции не хватает для формирования перлита и мартенсита. Он отличается пластичной формой роста. На двухмерных изображениях пластины имеют игольчатую форму. Выделяют две основных разновидности бейнита:

  1. Гранулярный (зернистый бейнитный феррит): обладает зернистой микроструктурой, где полностью отсутствуют параллельные иглы. Он образуется при медленном охлаждении железа. Углерод полностью вытесняется из бейнитной базы.
  2. Игольчатый троостит: образуется внутри зерен аустенита во время быстрой термомеханической обработки. Он окружен карбидными скоплениями или остаточным аустенитом с оболочкой различной толщины.

Все разновидности бейнитных структур нестабильны

Поэтому при их эксплуатации важно контролировать максимальную температуру изделия. Она не должна превышать температуру изотермического распада аустенита

Существует несколько теорий, объясняющих процедуру преобразования бейнита:

  1. Теория смещения: формирование бейнита осуществляется посредством преобразования сдвига.
  2. Диффузная теория: образование бейнита объясняется процессом диффузии, происходящим во время охлаждения стали.

В науке основной принято считать теорию смещения. Она способна объяснить причины изменения формы и рельефа поверхности структуры бейнита.

Литература

  • Kay Meggers: Echtzeit Neutronen-Transmissionsuntersuchung der Austenit-Bainit Phasenumwandlungskinetik in Gusseisen. Hochschulschrift, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel 1995. (Dissertation)
  • Hans-Jürgen Bargel (Hrsg.): Werkstoffkunde. Mit 204 Tabellen. 7., überarb. Aufl., Springer, Berlin u.a. 2000 (= Springer-Lehrbuch), ISBN 3-540-66855-1, S. 166 ff.
  • Jürgen Ruge, Helmut Wohlfahrt: Technologie der Werkstoffe. Herstellung, Verarbeitung, Einsatz. Mit 68 Tabellen. 8., überarb. und erw. Aufl., Vieweg, Wiesbaden 2007 (= Studium Technik), ISBN 3-8348-0286-7, S. 67 ff. (Medienkombination; mit DVD-ROM)
  • Dieter Liedtke: Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen. 1. Grundlagen und Anwendungen. 7., völlig neu bearb. Aufl., expert-Verl., Renningen 2007, ISBN 3-8169-2735-1, S. 20, 30, 63 ff.

Бейнитное превращение

Таким образом само — у — а-превращсние при бейнитном превращении происходит по бездиффузионному механизму, но оно подготавливается диффузионными процессами в аустените и эти диффузионные процессы определяют скорость бейнитной реакции.

На рис. 10 — 9 показано, как смещается бейнитное превращение в стали ЗОХ2Н2М в область высоких температур в зависимости от величины напряжений и температуры их приложения для случая охлаждения образцов из этой стали по конкретному термическому циклу дуговой сварки. Все приведенные микроструктуры относятся к моменту, когда в процессе непрерывного охлаждения температура образцов достигала 320 С.

Большинство исследователей считают, что во всем температурном интервале бейнитного превращения феррит образуется из аустенита по мартенситному механизму.

Выделение карбидов, которые наблюдаются в структуре стали, претерпевшей бейнитное превращение, происходит уже после 7 — а-превращения, а это показывает, что расслоение по углероду не приводит к полному обеднению отдельных участков аустенита.

Дилатометрическая кривая отпуска глеродистой.

Выделение карбидов, которые наблюдаются в структуре стали, претерпевшей бейнитное превращение, происходит уже после у-ня-превращения, а это показывает, что расслоение по углероду не приводит к полному обеднению отдельных участков аустенита.

Начальные этапы превращения в медистых чугу.

Заслуживает внимания то обстоятельство, что при закалке даже в ходе бейнитного превращения в участках матрицы, соответствующих местам образования карбида при повышенных температурах, наблюдается образование по границам зерен своеобразной мартенситной сетки, отличной но травимости и строению от структуры внутри зерна.

Диаграмма изотермического распада аустенита в низкоуглеродистых слаболегированных сталях характеризуется сильноразвитой областью промежуточного, бейнитного превращения ( см. фиг. При закалке в масле, интенсивность охлаждения в котором достаточна для получения высокой твердости в поверхностном цементованном слое, сердцевина претерпевает бейнитное превращение и получает заметное упрочнение.

Диаграмма непрерывного превращения инструментальной стали марки NK.

Например, кривые диффузионных превращений ( выделение феррита и цементита, перлитное и бейнитное превращения) смещаются в область более низких температур и продолжительного времени. Если аустенит в более высоком интервале температур полностью превращается в продукт диффузии, то в более низком интервале температур дальнейшее превращение ( бейнитное, мартенситное) не происходит. Продолжительность пребывания данной детали в определенном интервале температур зависит от скорости охлаждения.

Часть остаточного аустенита может перейти в мартенсит при охлаждении стали от температуры бейнитного превращения до комнатной.

Стабильность аустенита в инструментальных сталях с 12 % Сг в интервале температур бейнитных превращений делает возможным закалку при различных температурах в соляных ванных и выравнивание температуры по объему изделия перед началом мартенситного превращения.

Литература

  • Kay Meggers: Echtzeit Neutronen-Transmissionsuntersuchung der Austenit-Bainit Phasenumwandlungskinetik in Gusseisen. Hochschulschrift, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel 1995. (Dissertation)
  • Hans-Jürgen Bargel (Hrsg.): Werkstoffkunde. Mit 204 Tabellen. 7., überarb. Aufl., Springer, Berlin u.a. 2000 (= Springer-Lehrbuch), ISBN 3-540-66855-1, S. 166 ff.
  • Jürgen Ruge, Helmut Wohlfahrt: Technologie der Werkstoffe. Herstellung, Verarbeitung, Einsatz. Mit 68 Tabellen. 8., überarb. und erw. Aufl., Vieweg, Wiesbaden 2007 (= Studium Technik), ISBN 3-8348-0286-7, S. 67 ff. (Medienkombination; mit DVD-ROM)
  • Dieter Liedtke: Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen. 1. Grundlagen und Anwendungen. 7., völlig neu bearb. Aufl., expert-Verl., Renningen 2007, ISBN 3-8169-2735-1, S. 20, 30, 63 ff.

Характеристика

Условия для образования разных видов микроструктуры стали в зависимости от температуры.

При 900°С низкоуглеродистая сталь полностью состоит из аустенита, высокотемпературной модификации железа. Ниже 700 °С (727 °С в эвтектическом железе) аустенит термодинамически неустойчив и в условиях равновесия будет проходить эвтектоидная реакция с образованием перлита — перемежающаяся смесь феррита и цементита (Fe3C). Фазовые превращения в стали в значительной степени находятся под влиянием химической кинетики, что приводит к сложной микроструктуре стали, сильно зависящей от скорости охлажения. Этот факт может быть проиллюстрирован термокинетической диаграммой (диаграммой превращения при непрерывном охлаждении, англ. continuous cooling transformation, CCT). Термокинетическая диаграмма отображает время, необходимое для образования фазы, при охлаждении образца с некоторой скоростью и показывает области той или иной фазы в плоскости «время — температура», исходя из чего для заданного термического цикла могут быть определены фазовые доли.

При медленном охлаждении стали доминирующей микроструктурой будет перлит с некоторой долей доэвтектоидного феррита или цементита, в зависимости от химического состава. Тем не менее, фазовое превращение аустенита в перлит является зависящей от времени восстановительной реакцией, которая требует крупномасштабного движения атомов железа и углерода. Поскольку углерод как атом внедрения легко диффундирует даже при умеренных температурах, самодиффузия атомов железа становится чрезвычайно медленной при температурах ниже 600 °С и, в итоге, прекращается. Как следствие, быстро охлажденная сталь может достигать температуры, при которой перлит уже не может больше формироваться, несмотря на незаконченную реакцию, а оставший аустенит термодинамически неустойчив.

Аустенит при быстром охлаждении образует мартенсит без диффузии или железа, или углерода, посредством перехода гранецентрированной кубической кристаллической решетки аустенита в искривленную объемно-центрированную тетрагональную кристаллическую решетку. Эта неравновесная фаза может формироваться только при низких температурах, когда движущая сила реакции достаточна для преодоления значительной деформации решетки, вызванной фазовым превращением. Этот фазовый переход, по существу, не зависит от времени, а фазовая доля зависит только от степени переохлаждения от температуры, определяющей начало мартенситного превращения. Данное фазовое преврашение происходит без диффузии атомов внедрения или атомов замещения. Мартенсит наследует состав исходного аустенита.

Бейнит образуется в режиме охлаждения между двумя вышеописанными процессами, в области температур, где самодиффузия железа ограничена, но движущей силы реации недостаточно для формирования мартенсита. В отличие от перлита, где феррит и цементит растут вместе, бейнит формируется в результате превращения железа, перенасыщенного углеродом, с последующей диффузией углерода и выделением карбидов. Различают нижний бейнит и верхний бейнит, которые отличаются друг от друга по виду микроструктуры и свойствам. Нижний бейнит образуется при температурах, близких к температуре начала мартенситного превращения (350—200 °С). Верхний или перистый бейнит (верхний перистый троостит) образуется при более высоких температурах, вблизи границы с областью перлитного превращения (500—350 °С). Скорость диффузии углерода при температуре формирования бейнита определяет разницу в микроструктуре и свойствах верхнего и нижнего бейнита.

Существуют разные теории по механизму преобразования бейнита:

  • Теория смещения. Формирование бейнита происходит с помощью преобразования сдвига.
  • Диффузная теория. Диффузионный теория процесса превращения бейнита основана на явлении диффузии на граничных областях. Этот механизм не может объяснить форму и рельеф поверхности металла.

Литература

  • Kay Meggers: Echtzeit Neutronen-Transmissionsuntersuchung der Austenit-Bainit Phasenumwandlungskinetik in Gusseisen. Hochschulschrift, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel 1995. (Dissertation)
  • Hans-Jürgen Bargel (Hrsg.): Werkstoffkunde. Mit 204 Tabellen. 7., überarb. Aufl., Springer, Berlin u.a. 2000 (= Springer-Lehrbuch), ISBN 3-540-66855-1, S. 166 ff.
  • Jürgen Ruge, Helmut Wohlfahrt: Technologie der Werkstoffe. Herstellung, Verarbeitung, Einsatz. Mit 68 Tabellen. 8., überarb. und erw. Aufl., Vieweg, Wiesbaden 2007 (= Studium Technik), ISBN 3-8348-0286-7, S. 67 ff. (Medienkombination; mit DVD-ROM)
  • Dieter Liedtke: Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen. 1. Grundlagen und Anwendungen. 7., völlig neu bearb. Aufl., expert-Verl., Renningen 2007, ISBN 3-8169-2735-1, S. 20, 30, 63 ff.

Литература

  • Kay Meggers: Echtzeit Neutronen-Transmissionsuntersuchung der Austenit-Bainit Phasenumwandlungskinetik in Gusseisen. Hochschulschrift, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel 1995. (Dissertation)
  • Hans-Jürgen Bargel (Hrsg.): Werkstoffkunde. Mit 204 Tabellen. 7., überarb. Aufl., Springer, Berlin u.a. 2000 (= Springer-Lehrbuch), ISBN 3-540-66855-1, S. 166 ff.
  • Jürgen Ruge, Helmut Wohlfahrt: Technologie der Werkstoffe. Herstellung, Verarbeitung, Einsatz. Mit 68 Tabellen. 8., überarb. und erw. Aufl., Vieweg, Wiesbaden 2007 (= Studium Technik), ISBN 3-8348-0286-7, S. 67 ff. (Medienkombination; mit DVD-ROM)
  • Dieter Liedtke: Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen. 1. Grundlagen und Anwendungen. 7., völlig neu bearb. Aufl., expert-Verl., Renningen 2007, ISBN 3-8169-2735-1, S. 20, 30, 63 ff.

ⓘ Бейнит

Бейнит, игольчатый троостит, структура стали, образующаяся в результате так называемого промежуточного превращения аустенита. Бейнит состоит из смеси частиц пересыщенного углеродом феррита и карбида железа. Образование бейнита сопровождается появлением характерного микрорельефа на полированной поверхности шлифа.

Верхний бейнит — строение перистое, образуется из переохлажденного аустенита при температурах 500 — 350 °С. Имеет пониженную пластичность стали по сравнением с перлитной областью распада аустенита. Твёрдость и прочность при этом не изменяются или несколько снижаются.

Литература

  • Kay Meggers: Echtzeit Neutronen-Transmissionsuntersuchung der Austenit-Bainit Phasenumwandlungskinetik in Gusseisen. Hochschulschrift, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel 1995. (Dissertation)
  • Hans-Jürgen Bargel (Hrsg.): Werkstoffkunde. Mit 204 Tabellen. 7., überarb. Aufl., Springer, Berlin u.a. 2000 (= Springer-Lehrbuch), ISBN 3-540-66855-1, S. 166 ff.
  • Jürgen Ruge, Helmut Wohlfahrt: Technologie der Werkstoffe. Herstellung, Verarbeitung, Einsatz. Mit 68 Tabellen. 8., überarb. und erw. Aufl., Vieweg, Wiesbaden 2007 (= Studium Technik), ISBN 3-8348-0286-7, S. 67 ff. (Medienkombination; mit DVD-ROM)
  • Dieter Liedtke: Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen. 1. Grundlagen und Anwendungen. 7., völlig neu bearb. Aufl., expert-Verl., Renningen 2007, ISBN 3-8169-2735-1, S. 20, 30, 63 ff.

Бейнитная структура

Бейнитные структуры образуются в результате превращения аустенита при температуре 250 — 500 С и непрерывного охлаждения аустенизированного легированного чугуна со скоростью выше критической или изотермической выдержки аустенизированного чугуна в интервале температур бейнитного превращения.

Поскольку бейнитные структуры образуются в температурном интервале между перлитным и мартенситным превращениями аустенита, бейнитное превращение часто называют промежуточным. В начальный момент при охлаждении до температуры начала бейнитного превращения Бп в аустенитных зернах возникают участки кристаллов бейнитного феррита с пониженным по сравнению со сталью содержанием углерода. При дальнейшем понижении температуры образуются кристаллы бейнитного феррита с более высоким содержанием углерода. Например, в стали с 0 23 % С концентрация углерода в а-фазе при промежуточном превращении равна 0 1 % при 300 С и 0 16 % при 250 С.

С бейнитная структура имеет предел текучести ( оо.

Получить бейнитную структуру при непрерывном охлаждении углеродистых и других указанных выше сталей практически не удается. При малых скоростях охлаждения переохлажденный аустенит этих сталей распадается на ферритно-цементитную структуру ( перлит) различной степени дисперсности, а при больших скоростях охлаждения образуется мартенсит.

Изменение твердости закаленных сталей при отпуске.

При отпуске бейнитных структур, помимо указанных процессов, происходит выделение карбидов из а-твердого раствора и изменение структуры феррита, как и при отпуске мартенсита.

Определение критической.

На получении бейнитной структуры основана бейнитная закалка ( ом. Кроме того, в так называемых бейнитных сталях бейнитная структура формируется при охлаждении на воздухе с температуры горячей прокатки или при простой термообработке с нагреванием до аустенитного состояния и охлаждением на воздухе. В таких сталях С-кривая бейнитного превращения должна быть сильно сдвинута к оси ординат, а выделение избыточного феррита, наоборот, должно быть медленным, чтобы он не выделился при непрерывном охлаждении до начала бейнитного превращения. Этим требованиям удовлетворяет, например, малоуглеродистая сталь, легированная 0 5 % Мо и бором.

При каких переохлаждениях получается бейнитная структура.

Эта прочность характерна для бейнитной структуры стали, содержащей 0 3 % углерода. Бейнитная структура в такой стали получается при охлаждении на воздухе. На возможность этого указывает диаграмма изотермического превращения этой стали, имеющая бейнитный выступ ( фиг.

Влияние степени холодной деформации вальцевания и анодной или катодной поляризации в кипящем растворе MgCl2 ( 154 C яа время до момента разрушения напряженных образцов из нержавеющей стали типа 301 ио.

Они нашли, что сталь бейнитной структуры имеет ( тдл больше, чем стали со структурой отпущенного мартенсита.

Для оценки ресурса гибов паропроводов с бейнитной структурой можно использовать данные тд п, тп 1 %, т, полученные экспериментально.

Ударная вязкость горячекатаных труб из низкотемпературных сталей1.| Ударная вязкость холоднокатаных труб из низкотемпературных сталей.

После нормализации и закалки получается мартенситная или бейнитная структура.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации