Вторичная кристаллизация

СТАТЬЯ

2. Вторичная кристаллизация

При производстве металлоконструкций структура γ-железа (Feγ) в стали и соответственно аустенита держится до температуры приблизительно 850°, после чего происходят распад твердого раствора, вторичная кристаллизация и наряду с кристаллами железа Feγ появляются центрированные кристаллы того же типа, как у железа Feδ. Однако эта новая модификация железа, называемая Feβ, отличается от Feδ тем, что почти не растворяет углерода (цементита).

Feβ выделяется из аустенита в виде зерен железа, называемых ферритом. На заводе металлоконструкций вследствие выделения феррита аустенит обогащается углеродом (цементитом) (VIII участок диаграммы фиг. 91).

По последним воззрениям Feβ, в металлоконструкциях, отождествляется со следующей модификацией железа Feα, составляя ее немагнитную форму. Поскольку строение решетки Feβ менее плотное, чем Feγ, при вторичной кристаллизации получается задержка уменьшения объема, связанного с общим понижением температуры при остывании металла, и даже некоторое увеличение объема. Железо Feβ вскоре, при температуре 768°, начинает переходить в железо Feα, имеющее ту же решетку, что и Feβ, но обладающее магнитными свойствами (IX участок диаграммы) и при температуре в 721° все железо превращается в железо Feα, магнитную форму феррита. Феррит является почти чистым железом; способность его растворять углерод ничтожна.

При превращении при 721° оставшегося не перешедшим в Feβ аустенита в Feα происходит распадение твердого раствора аустенита на цементит и феррит, которые образуют вместе новую структуру, называемую
перлитом. Таким образом при изготовлении металлоконструкций на заказ перлит представляет собой механическую смесь двух фаз цементита и феррита. В перлите цементит и феррит расположены либо в виде тончайших чередующихся пластннок( пластинчатый перлит) (фиг. 95), либо в форме мелких округленных зерен в массе феррита (зернистый перлит). Нормальной формой при производстве металлоконструкций в строительной стали является пластинчатый перлит. Перлит располагается между зернами феррита (в малоуглеродистой стали) в виде тонких прослоек или мелких скоплений, и при травлении на шлифах обнаруживается в виде черных пятен, окружая светлые зерна феррита и образуя межкристаллнческую сетку(фиг. 96).

При дальнейшем охлаждении из феррита выпадает небольшое количество оставшегося в нем растворенного цементита в виде свободного так называемого «третичного» цементита> пронизывающего зерна феррита
в виде шипов или тонкой сетки. В строительстве промышленных объектов этот структурно свободный цементит оказывает большое влияние на работу мягкой стали и изменение ее свойств (старение). При нормальной температуре Feα растворяет кремний, хром, марганец, никель, фосфор в количествах, покрывающих присутствие этих элементов в мягкой стали и медн до 0,4%. Марганец и хром образуют карбиды, причем хром выделяется вместе с цементитом. Упрочнение легирующий добавками получается за счет упрочнения феррита растворенными в нем добавками и отчасти за счет упрочнения сетки (хром, частично марганец). Большинство легирующих добавок усиляют закаливаемость стали в металлоконструкции.

Вторичная кристаллизация представляет собой обратимый процесс и при повышении температуры Fea переходит в Feγ, только точки перехода оказываются несколько повышенными; для строительной стали при производстве металлоконструкций начало распада Feα отвечает температуре 740°; полный переход в Feγ происходит при температуре около 880—860°.

Если нашли ошибку то выделите 2-3 слова и нажмите Ctrl+Enter

Отправить ответ

avatar

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: