Podstawy obróbki cieplnej stopów żelaza

1. Samorzutny proces rozrostu ziarna austenitu – stale gruboziarniste i drobnoziarniste

-

warunek: nagrzanie stali do temperatury wyższej niż Ac

1

– po nagrzaniu do tej

temperatury na granicach międzyfazowych ferrytu i cementytu następuje
niejednorodne zarodkowanie austenitu
-

przemiana ma charakter dyfuzyjny; powstające ziarna mają bardzo zróżnicowane

stężenie węgla
-

zwiększenie temperatury lub czasu wygrzewania powoduje rozrost ziarn austenitu w

stalach gruboziarnistych

(rys. 4.45, str. 196, Dobrzański)

2. Dyfuzyjna przemiana austenitu w perlit – wpływ przechłodzenia na morfologię i

własności perlitu

-

w zakresie przechłodzeń do ok. 175K produktem przemiany jest płytkowa

mieszanina ferrytu i cementytu
-

ze spadkiem temperatury grubość płytek jest coraz mniejsza; przy niewielkich

przechłodzeniach perlit jest grubo płytkowy, a przy większych – drobnopłytkowy
-

drobnopłytkowy (sorbit hartowania, troostyt hartowania) – szybko się trawi;

charakterystyczne ciemne rozety
-

ze wzrostem rozdrobnienia rośnie pole powierzchni międzyfazowej i liczba defektów

sieciowych, maleje możliwość ruchu dyslokacji – wzrost twardości i wytrzymałości,

kosztem własności plastycznych

3. Przemiana martenzytyczna – uwarunkowania i cechy charakterystyczne przemiany

-

przemiana bezdyfuzyjna, zachodzi przy dużym przechłodzeniu austenitu do

temperatury M

s

-

powstaje martenzyt, czyli przesycony roztwór węgla w żelazie α

- przemiana zacho

dzi pod warunkiem ciągłego obniżania temperatury w zakresie od

temperatury początku przemiany M

f

do jej końca

-

wartości temperatury M

s

i M

f

zależą od składu chemicznego austenitu i obniżają się

ze zwiększeniem stężenia węgla w austenicie oraz wszystkich niemal dodatków

stopowych z wyjątkiem Al. I Co

4. Definicja i własności martenzytu – wyjaśnienie przyczyn własności, wpływ zawartości

węgla

-

przesycony roztwór węgla w żelazie α

-

charakterystyczny relief powierzchni, związany z nachyleniem powierzchni

odpowi

adającym każdej płytce lub listwie martenzytu – spowodowany

przemieszczeniem atomów względem atomów sąsiednich
-

granice ziarn martenzytu położone wzdłuż nieodkształconej i nie ulegającej obrotowi

płaszczyzny austenitu, zwanej płaszczyzną habitus

5. Austenit nieprzemieniony (szczątkowy) – przyczyny i konsekwencje występowania

-

objętość właściwa martenzytu jest o ok. 3% większa od objętości właściwej

austenitu, w wyniku czego w nieprzemienionym austenicie powstają silne naprężenia

ściskające, hamujące lub całkowicie zatrzymujące dalszą przemianę
-

przemiana nie przebiega więc w całej objętości i dlatego po jej zakończeniu w

strukturze stali pozostaje austenit szczątkowy
-

w wyniku stabilizacji, w przypadku wytrzymania izotermicznego podczas chłodzenia

w zakresi

e między temperaturami M

s

i M

f

, udział austenitu szczątkowego w stali

zwiększa się; a także wraz ze zwiększeniem stężenia węgla w stali

6. Przemiany odpuszczania – odpuszczanie niskie, średnie i wysokie; struktury, własności,
zastosowanie

- odpuszczanie polega na nagrzaniu uprzednio zahartowanego elementu do

temperatury poniżej A1, zwykle jednak nie wyższej niż ok. 550st.C.; czas na ogół nie

przekracza 2h; niekiedy stosuje się trzykrotne odpuszczanie po 1h
-

głównym celem jest poprawa ciągliwości materiału i zmniejszenie naprężeń, chociaż

następuje to kosztem obniżenia jego twardości
- niskie (100-250st.C.)

– narzędzia, wyroby nawęglane i hartowane powierzchniowo

oraz łożyska
-

średnie (250-450st.C.) – resory i sprężyny

- wysokie (450-600st.C.)

– stale konstrukcyjne i narzędziowe do pracy na gorąco;

rozkład austenitu szczątkowego