Образование - 7-фаза
Cтраница 1
Образование 7-фазы при трении происходит как бездиффузионным, так и диффузионным путем. Вследствие высоких скоростей нагрева и большой степени деформации уже в начале трения образуется незначительное количество аусте-нита бездиффузионным механизмом. Диффузионный процесс превращения а-фазы в Y-фазу становится преобладающим при увеличении длительности трения поверхностей. [1]
Исходя из этих представлений, можно также ожидать образования 7-фазы исключительно на поверхности раздела феррита и карбидов. Обнаруженное же в ряде цитированных выше работ зарождение аустенита на границах ферритных зерен и с этих позиций не находит объяснения. [2]
 |
Участок диаграммы состояния железо - углерод. [3] |
Бесспорным является то, что при нагреве стали с исходной феррито-перлитной структурой образование 7-фазы в первую очередь завершается в перлитных участках. Это обычно используется как одно из главных доказательств справедливости флуктуационной теории. Однако в некоторых исследованиях утверждается, что и в том случае, когда аустенит образуется внутри перлитного зерна, на месте зарождения 7-фазы всегда присутствует поверхность раздела феррита. Так, в работе [ 4] методами трансмиссионной электронной микроскопии было установлено, что в стали со структурой пластинчатого перлита аустенит предпочтительно образуется на границах перлитных колоний, а не на поверхности раздела цементитных и ферритных пластин. В стали с зернистым цементитом аустенит зарождается у карбидной частицы только в том случае, если эта частица расположена на стыке ферритных зерен. Было обнаружено, что в мелкозернистой стали со структурой сфероидизированного цементита образование аустенита ускоряется в 3 - 8 раз по сравнению с крупнозернистым состоянием при практически одинаковом размере карбидных частиц. [4]
В последние годы выполнены исследования, свидетельствующие о существенном влиянии несовершенств кристаллического строения и на процесс образования 7-фазы при нагреве сталей. [5]
Естественно, что этот процесс может реализоваться лишь в том случае, если образование метастабильной у-фазы сопровождается хотя бы незначительным уменьшением свободной энергии. Термодинамическое рассмотрение явления свидетельствует о том, что при образовании малоуглеродистой 7-фазы энергетический выигрыш действительно имеет место. [6]
Естественно, что этот процесс может реализоваться лишь в том случае, если образование метастабильной у-фазы сопровождается хотя бы незначительным уменьшением свободной энергии. Термодинамическое рассмотрение явле ния свидетельствует о том, что при образовании малоуглеродистой 7-фазы энергетический выигрыш действительно имеет место. [7]
Температуры нагрева были выбраны ниже точки Кюри - 740 и 750 С. Поскольку намагниченность для ферромагнетиков заметно меняется с температурой, особенно вблизи точки Кюри, для количественного определения содержания аустенита значения / стали сравнивались с / s эталона при той же температуре. Эталоном служило армко-железо, для которого в исследованной области температур ( до 760 С) образование 7-фазы не реализуется, и все изменение величины намагниченности может быть отнесено за счет влияния температурного фактора. Как видно из рис. 12, изменение величины I, вызванное образованием парамагнитной у-фазы при нагреве до 750 С, весьма значительно по сравнению с эталоном. В связи с этим такой метод достаточно надежно может быть применен для анализа а - 7-превращения даже при температурах, близких к точке Кюри. [8]
 |
Участок диаграммы состояния железо - углерод. [9] |
Как принято считать, обогащение а-фазы углеродом происходит в результате концентрационных флуктуации. Естественно ожидать, что если такие флуктуации концентрации вообще возможны, то они с наибольшей вероятностью должны реализоваться на поверхности раздела фер-ритной и карбидной фаз, т.е. именно в этих местах должны образовываться аустенитные участки. Нужно отметить, что, несмотря на большое количество экспериментальных работ, освещающих образование 7 - Фазы по этому вопросу до сих пор имеются разногласия. В одних исследованиях действительно обнаруживалось образование 7-фазы исключительно на поверхности раздела феррит - карбид. [10]
 |
Зависимость намагниченности насыщения от температуры для фазового превращения из ферромагнитной в нефер. [11] |
Как было показано Пиклесом и Саксмитом в их работе по исследованию границ фазовых областей железоникелевых сплавов [189], богатые железом железо-никелевые сплавы содержат две фазы: а-фазу, ферромагнитную при любом содержании никеля, и 7-фазу. Пиклес и Саксмит исследовали условия равновесия в этих сплавах сравнением кривых намагниченность насыщения - температура для однофазных а-сплавов и для сплавов, выдержанных в течение длительного периода при низких температурах. Изменение формы этих кривых показывало, что сплавы распадаются на две фазы. Образование 7-фазы приводило при комнатной температуре к снижению намагниченности насыщения, а присутствие остаточной 7 - Фазы вызывало появление изгиба на кривой о - Т, соответствующего точке Кюри 7 -фазы. [12]
Рассмотрим в свете сказанного вопрос о местах зарождения аустенит-ных участков. Как уже было отмечено, наблюдения многих авторов свидетельствуют о гетерогенном зарождении 7-фазы. Однако возникновение аустенита вовсе не обязательно должно быть связгчо именно с поверхностью раздела феррита и карбидов, поскольку предварительное значительное обогащение о-фазы углеродом не является необходимым условием для протекания а - - превращения. Именно поэтому, как указывали авторы цитированных выше работ [5 - 7], как правило, зародыш аустенита возникает не просто на поверхности раздела феррит-карбид, а в тех местах, где карбидные частицы располагаются по границам зерен. Эти места являются предпочтительными для образования 7-фазы как в связи с присуствием самой поверхности, обеспечивающей возможность гетерогенного образования зародыша, так и в связи с концентрационными изменениями, которые, безусловно, облегчают образование зародышей у-фазы в этих местах. Подробнее вопрос о местах формирования 7-фазы в разных условиях будет обсужден в гл. [13]
Страницы: 1