Obrabotka Metallov 2013 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (61) 2013 67 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ наблюдался только на цилиндрической поверх- ности. В качестве охлаждающей среды исполь- зовали гелий марки Б (по ТУ-51-940-80, чистота 99,99 %), который подавали на образцы под раз- личным давлением, что позволило реализовать скорости охлаждения образцов от 0,1 до 30 ºС/с, достаточные для прохождения всего спектра характерных для непрерывного охлаждения за- эвтектоидной стали типов превращений: выде- ления избыточной карбидной фазы, перлитного превращения, мартенситного превращения. После дилатометрических исследований об- разцы подвергали металлографическому анали- зу и измерению твердости. Металлографические исследования проводили в продольном и по- перечном сечениях образцов на металлографи- ческом инвертированном микроскопе Альтами- МЕТ 1М в светлопольном режиме. Результаты и обсуждение На рис. 1 представлена термокинетическая диаграмма распада переохлажденного аустенита стали У16-Ш (при охлаждении от 1150 ºС). При проведении дилатометриче- ских исследований выявлены кри- тические точки стали У16-Ш: М н = = 138 °C; А с1 = 742 °С; А сm = 960 °C. Значения твердости представле- ны на термокинетической диаграм- ме. Твердость соответствует ряду структур: от цементитно-перлитной до цементитно-мартенситной струк- туры с остаточным аустенитом. Анализ кривой начала выделе- ния избыточного (вторичного) це- ментита из переохлажденного ау- стенита на диаграмме (см. рис. 1) показывает наличие вогнутости на этой кривой в районе скоростей охлаждения около 0,3 °С в секунду. Аналогичное поведение кривой на- чала выделения вторичного цемен- тита на диаграмме распада перео- хлажденного аустенита стали У16 (с незначительно отличным хими- ческим составом, при охлаждении от 1200 °С) имеется в литературных данных [6], однако описание тако- го поведения кривой не приведено. Рис. 1 . Термокинетическая диаграмма распада переох- лажденного аустенита стали У16-Ш при линейном непрерывном охлаждении от 1150 ºС Проведенные металлографические исследова- ния дилатометрических образцов, результаты которых представлены на рис. 2 – 6, показывают, что вогнутость кривой, характеризующей нача- ло выделения избыточной цементитной фазы из аустенита, характеризуется сменой морфологии избыточного цементита от сетчатой (рис. 2 – 4) к игольчатой (рис. 4 – 6). Образование исключи- тельно цементитной сетки характерно для вели- чин переохлаждения до 150 °С ниже А сm . При образовании цементита игольчатой морфологии устойчивость переохлажденного аустенита при непрерывном охлаждении снижается. Большие величины переохлаждения ниже А сm , приводят к тому, что образование карбидной фазы проис- ходит внутри объема аустенитного зерна в виде «игл» (пластин), в силу заторможенности процес- сов диффузии атомов углерода из центра зерна к границам. Пластинчатое строение видманштет- това цементита и пространственное расположе- ние пластин внутри бывшего аустенитного зерна детально исследовано в работах [1,7]. Размер аустенитного зерна является одной из важнейших характеристик, влияющих на