О ревертированном аустените в цементованных слоях низкоуглеродистых мартенситных сталей

О ревертированном аустените в цементованных слоях низкоуглеродистых мартенситных сталей

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Современные проблемы металловедения»

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………….…………………………………..3

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ………………………………………….5

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ……………………………7

ВЫВОДЫ………………………………………………………………………………………………………… 12

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………………………. 13

ВВЕДЕНИЕ

Низкоуглеродистые мартенситные стали (НМС) обладают рядом характерных особенностей. Рацио¬нальное легирование обеспечивает высокую устой¬чивость аустенита в области “нормального” и проме-жуточного превращения. Это позволяет избежать не¬желательного бейнитного превращения при сравни¬тельно медленном охлаждении деталей и заготовок на воздухе.

Структура НМС — пакетный мартенсит, состоя¬щий из тонких реечных кристаллов с высокой плот¬ностью дислокаций — 1011 — 1012 см2, что обеспечи¬вает прочность стали на уровне Gв = 1000 — 1200 МПа [1]. Особенности фазовых превращений и структур¬ного состояния способствуют широкому примене¬нию НМС в машиностроительном производстве для высокопрочных изделий и сварных конструкций.

Поверхностное упрочнение цементацией дает возможность использовать НМС для деталей, рабо¬тающих в условиях контактного трения.

При выборе стали для цементуемых изделий, на¬ряду с известными требованиями к структуре и свой¬ствам поверхностного слоя, следует учитывать опре¬деленные требования к структуре сердцевины. Твер¬дость основы цементованной стали должна быть в пределах 35 — 40 HRC. Так, в работе [2] показано, что частота случаев образования трещин в таких сталях максимальна при твердости сердцевины ниже 31,5 HRC и уменьшается в 4 раза при ее твердости 35,5— 43,5 HRC. Увеличение твердости выше 40 HRC приводит к охрупчиванию стали. Твердость структуры реечного мартенсита в закаленных НМС с охлаж¬дением на воздухе составляет 39-40 HRC.

Согласно общепринятым нормам структура це¬ментованного слоя должна состоять из мелкодис¬персного мартенсита с включением избыточных гло¬булярных карбидов. Остаточный аустенит является нежелательной составляющей, вызывающей сниже¬ние твердости. Количество остаточного аустенита не должно превышать 10 - 15 % [3].

Однако в ряде работ, посвященных вопросам по¬верхностного упрочнения сталей цементацией, отме¬чается положительная роль ревертированного аусте¬нита в структуре цементованных слоев. Аустенитная фаза присутствует в стали в виде тонких разноориен-тированных прослоек между рейками мартенсита. Такие двухфазные структуры обладают уникальным сочетанием высоких прочности, пластичности и ударной вязкости, так как аустенитные прослойки способствуют релаксации локальных пиковых на¬пряжений. Так, в работе [4] показано, что в сталях криогенного назначения системы Fe - Cr - Ni - Мо с двухфазной структурой ударная вязкость КСТ при - 196 °С почти на порядок выше, чем у тех же сталей с мартенситной структурой.

Высокие свойства двухфазных структур объясня¬ют действием нескольких механизмов упрочнения: твердорастворное упрочнение, фазовый наклеп мар¬тенсита и аустенита, дисперсионное упрочнение мартенсита частицами интерметаллидных фаз. Дис¬персионное упрочнение ревертированного аустенита рассмотрено в работе [5].

Исследование структуры и свойств остаточного и ревертированного