С. А. Вологжанина, А. Ф. Иголкин материалтану оқУ ҚҰралы

Сурет 5.8. Ферритті –цементті құрылымдар сызбасы: 
а
— перлит; 
б
— сорбит; 
в
— троостит
(5.8 сур). Басқаша айтқанда, температура төмендегенде аустениттің түрлену өнімдерінің
шашыраңқылығы ұлғаяды. Шашыраңқылық деңгейі деп феррит пен цемениттің көршілес
пластинкалары арасындағы қашықтықты айтады. 
600...650 °С температурада сорбит, ал 550... 600 °С — троостит түзіледі. 
Перлит, сорбит, троостит бір табиғатты құрылымдар - олар феррит пен цемениттің
механикалық қосындысы жəне шашыраңқылық деңгейінде ғана айырмашылық болады.
Цеменит пластинасының шашыраңқылығы ұлғайған сайын болаттың қаттылығы мен 
төзімділігі артады. Сорбиттік құрамдағы болаттың созылмалығы, иілгіштігі онша үлкен 
емес. Түрленудің төмен температурасында түзілетін трооститтің иілгіштігі төмен ( d жəне 
у мəні төмен). Перлит, сорбит жəне трооститті перлиттік құрылымдар деп атайды. 
Перлиттік құрылымдар цемениттің формасына қарай пластина немесе түйір қалпында 
болуы мүмкін. Пластина құрылымдар біртекті (гомогенді) аустениттің түрленуінен, ал түйір 
– əр алуан аустениттен түзіледі. Бірінші жағдайда эвтекоидқа дейінгі болаттарды қыздыру
А
с3
нүктесінен жоғары температурада, ал эвтекоидтан кейінгілерде – А
ст
нүктесінен жоғары
температурада жүргізіледі. Осыған сəйкес түйіршік құрылымдар алу үшін қыздыру А
с3
(А
ст)
нүктеліренен төмен жүргізіледі. 
Сонымен, перлиттік құрылымдардың шашыраңқылығы суыту деңгейімен, ал цеменит 
формасы – бастапқы аустениттің біртектілігімен анықталады. 
Эвтекоидқа дейінгі жəне эвтекоидтан кейінгі болаттарда А
1
— А
3
температура 
интервалындағы эвтекоидтарға қарағанда, алдымен артық фазалар – феррит( эвтекоидтқа 
дейінгі болаттарда) немесе артық цеменит (эвтекоидттан кейінгі болаттарда) бөлінеді,
аустениттің изотермиялық ыдырау диаграммасында бұл болаттарға артық фазалар бөлінуін 
сипаттайтын қосымша қисықтар кескінделеді. (5.9 сур). 
167 

Сурет 5.9. Суытылған аустениттің изотермиялық түрлену диаграммалары: 
а
— эвтектоидқа дейінгі болат ; 
б
— эвтектоидты болат; в — эвтектоидтан кейінгі болат 
Аустениттің мартенситтік түрленуі.
Аса жоғары суыту деңгейінде аустениттің 
термодинамикалық тұрақсыздығы ұлғаяды, көміртек диффуззиясының жылдамдығы бірден
төмендейді. Эвтекоидты болатта аустениттің 240 °С -дейін температурасы төмендеуінен 
көміртек атомдарының қозғалысы 0-ге тең болады да, аустениттің диффузиялық жолмен 
түрленуіне мүмкіншілік болмайды. Мұнда оның тек g ^ а торлары өзгереді, ал көміртектің
барлығы көміртектің тең қоспасы бөлме температурасында 0,006 %-дан аспағанмен, 
аустенит торында қалады.
Нəтижесінде а-темірде көміртек енуімен аса қаныққан қатты 
ерітінді түзіледі, мұндай құрылымды мартенсит деп атайды. 
Көміртегімен аса қаныққандықтан мартенсит торы қатты 
өзгереді жəне кубтық түр орнына тетрагоналдық түрге 
айналады да, тор параметрлерінің қатынасы өзгереді, яғни с
/а 
Ф 1( 5.10сур). Көміртегінің концентрациясы неғұрлым
жоғары болса, мартенсит торының тетрагоналдығы соғұрлым 
жоғары болады.
Мартенситтің қаттылығы өте жоғары (64 HRC) жəне
Мартенситтің жоғарғы қаттылығы себебі кристалл торлардың 
қисаюымен, соған сəйкес, көміртек еруімен анықталатын ішкі 
кернеудің ұлғаюымен, сонымен бірге аустениттің 
мартенситке айналуында пайда болатын фазалық қабысуға 
байланысты. Бұның нəтижесінде мартенситтегі жылжу 
тығыздығы 
салқындату арқылы өзгеретін болаттар деңгейіне жетіп, 10
10
... 
10
12
см
-2
–ге теңеседі. 
Сурет 5.10. а, с параметрлі 
мартенситтің 
тетрагоналды кристалл 
ұяшықтары: 
О — темір атомдары ; 
● — көміртек атомдары
168 

Мартенсит кристалдарынің түзілу жылдамдығы өте үлкен жəне 1000 м/с –қа дейін
жетеді. Мартенсит пластиналары аустенит түйірлері шектеулеріне дейін немесе болаттың 
ақауы бар шетіне дейін өседі. Алғашқы пластиналарға бұрыш (60; 120
о
) болып орналасқан
мартенситтің келесі пластиналары мартенситтің бастапқы пластиналарының көлемдері
жəне аустениттік түйірлер шетімен шектелген.
Түрлену ағымының төмен температурасында мартенсит кристалдарының түзілу 
жылдамдығының жоғары болуы аустениттің кристалл торларының мартенсит торларына
тікелей өтуіне байланысты (когерентты шектеулер).
Жылдам түрленуде ара қашықтығы қатаң сақталған, атом аралық бөлшектер аз g ^ а 
атомдар белгілі тəртіппен араласады. Сонымен бірге мұнда когерентті байланыс деп 
аталатын g- жəне а-темір торларының жалпы қабат тегістігі сақталады. Когерентті түрлену 
атомдардың бір тордан екіншісіне өткендегі жақын қашықтыққа орын ауыстыруын 
білдіреді. Сондықтан мартенситтің жаңа фазасының кристалл торы аустениттің бастапқы 
фазасына бағытталуы заңдылық болып есептеледі.Торлардың когерентті кернеуіне жəне 
фазалардың үлестік көлемдерінің əр алуандығына (аустенит пен мартенситтің) байланысты 
мартенситтік түрлену ірі ішкі кернеудің пайда болуына əкеледі. М
н
и М
к
мартенситтік 
түрленуінің басы мен соңындағы температура интервалында мартенситтік түрлену жүреді. 
Эвтекоидты болат үшін бұл 240 °С температурада басталып, -50 °С температурада аяқталады.
Алайда бұл температурада болатта түрленбеген, қалдық аустениттің біршама бөлігі 
сақталады. М
к
нүктесінен төмен салқындату ақырғы ыдырауға əкелмейді. М
н
жəне М
к 
нүктелерінің орны суыту жылдамдығына тəуелді емес, бірақ болаттағы көміртек құрамына 
тəуелді. 
( 5.11сур). 
Кобальт пен алюминийден өзге, аустенитте 
еритін барлық қосылған элементтер М
н
жəне 
М
к
темперутуралары мəнін төмендетеді.
Мартенситтік түрлену кернеуді қатты 
сезінеді, ал аустениттің деформациясы М
н 
жоғары 
темпераратурада 
түрленуді
жүргізеді 
(

жүктеу/скачать 8,95 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: