Сфероидизация цементита
начинается с деления пластин. В местах выхода к цементитной пластине
границы аустенитных зерен нарушается равновесие сил
поверхностного натяжения (уд-а и Уа-ц), в результате на
цементитной пластине появляется выступ, имеющий вогнутую
поверхность (см. рис. 1.35, в). Это приводит к изменению
кривизны поверхности раздела, а значит, и к нарушению
равновесной концентрации углеро-
Рис 3 13. Структура
стали после сфе. да в аустените. Вблизи
выступа в роидизирующего отжига (Х900)
аустените содержится меньше .углерода, чем у плоской
поверхности пластины и это вызовет его диффузию. В результате участки
пластины с плоской поверхностью начнут растворяться, и углерод перейдет в
аустенит, а выступающая часть будет расти за счет пересыщения
аустенита.
В месте выхода границы зерен
цементита к аустениту также нарушается равновесие сил поверхностного
натяжения (уц_ц иуА_ц), которое может быть восстановлено при
локальном растворении цементита с образованием углубления (канавки).
В этом случае поверхность цементита становится выпуклой, и
равновесная концентрация углерода в аустените у поверхности изменяется.
Вблизи канавки углерода в аустените будет больше, чем около плоской
поверхности пластины. Возникает диффузия атомов углерода от канавки к
плоской поверхности цементита, нарушающая граничное равновесие. Цементит в
месте канавки будет растворяться и атомы углерода перейдут в
аустенит, на участках цементитной пластины с плоской границей
выделится избыточный цементит из пересыщенного углеродом
аустенита.
Конечная структура стали после
сфероидизирующего отжига (феррит и частицы цементита) приведена на
рис. 3.13. Такую структуру часто называют зернистым цементитом или зернистым перлитом. Размеры цементитных частиц
зависят от температуры отжига, продолжительности выдержки и скорости
охлаждения стали. При длительной выдержке в условиях высокой
температуры на процесс сфероидизации накладывается коалесненция
цементита, в результате чего частицы вырастают до больших размеров.
Огрубление структуры снижает прочностные свойства стали и усложняет
обработку ее резанием.
Нормализационный отжиг,
или нормализация, применяется для устранения крупнозернистой
структуры литой стали, строчечной структуры горячедеформированной стали;
измельчения структуры перед закалкой; смягчения стали перед
обработкой давлением. Этот вид обработки отличается от отжига большей
скоростью охлаждения. Если сталь в процессе отжига охлаждается с печью, то
при нормализации — на воздухе. Сталь нагревается на 30—50 °С выше
линий 65 (доэвтектоидные) и £5 (заэвтектоидные). Нормализация
обеспечивает большее переохлаждение аустенита, чем отжиг, поэтому в
первом
