Моделі та характеристики переривчастого перетворення аустеніту в залізовуглецевих стопах

С. В. Бобирь$^{1}$, В. І. Большаков$^{2}$

$^1$Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, пл. Акад. Стародубова, 1, 49050 Дніпропетровськ, Україна
$^2$Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, вул. Чернишевського, 24а, 49600 Дніпро, Україна

Отримана: 04.08.2014. Завантажити: PDF

Аналіза значної кількости праць, яких присвячено переривчастому перетворенню аустеніту, уможливлює визначити основні характеристики такого перетворення. Пластинчаста структура, що формується при переривчастому перетворенні аустеніту (перліт) є термодинамічно нестійкою, тому що має дуже значну протяжність міжфазних меж. Перліт утворюється у вигляді окремих колоній, тобто ділянок, в яких платівки $\alpha$-заліза та цементиту приблизно паралельні та в яких міжплатівкова відстань $(S_0)$ залежить від швидкости охолодження. Зенер запропонував співвідношення для міжплатівкової відстані, як функції величини переохолодження криці у вигляді $S_0 \varpropto \Delta T^{-1} $. Експериментальні результати демонструють, одначе, що виміряні значення міжплатівкової відстані перліту є значно більшими за тих, що пропонує Зенерів модель. Авторами знайдено температурну залежність для міжплатівкової відстані перліту, як функції величини переохолодження стопу, у вигляді $S_0 \varpropto (D/\Delta T)^{1/2}$, що відповідає експериментальним даним. Важливою кінетичною характеристикою перетворення аустеніту є швидкість росту перліту $v$. Величину швидкости росту було одержано Мейлом у вигляді $v = KS_0^{-1}$. У наступних роботах вченими віднайдено різні розв’язки рівняння дифузії Карбону в аустеніті, які уможливили встановити значення коефіцієнту $K$ та врахувати вплив додаткових факторів — структурних напружень (Б.Я. Любов), кількости неметалевих включень (В.Є. Ольшанецький), що підвищує точність розрахунків. Розроблений авторами дифузійний модель переривчастого перетворення аустеніту уможливив пояснити утворення перліту та бейніту в залізовуглецевих стопах в одному й тому ж інтервалі температур. Теоретично знайдено залежність швидкости росту $\alpha$-фази від величини переохолодження криці у вигляді $v \varpropto \Delta T \exp({-Q/(2RT)})$.

Ключові слова: -.

PACS: 05.70.Ce, 05.70.Ln, 64.60.Ej, 64.70.kd, 64.75.Op, 66.30.J-, 81.10.Jt

Citation: S. V. Bobyr and V. I. Bol’shakov, Models and Characteristics of Discontinuous Transformation of Austenite in Iron–Carbon Alloys, Usp. Fiz. Met., 15, No. 3: 145—172 (2014) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.15.03.145


Цитована література (41)  
  1. Г. В. Курдюмов, Л. М. Утевский, Р. И. Энтин, Превращения в железе и стали (Москва: Наука: 1977).
  2. Б. Я. Любов, Кинетическая теория фазовых превращений (Москва: Металлургия: 1969).
  3. Я. С. Уманский, Ю. А. Скаков, Физика металлов. Атомное строение металлов и сплавов: Учебник для вузов (Москва: Атомиздат: 1978).
  4. А. Л. Ройтбурд, Академик Георгий Вячеславович Курдюмов. Страницы жизни: Воспоминания (Москва: Наука: 2004).
  5. N. T. Belaiew, Mineralogical Magazine, No. 20: 173 (1924). Crossref
  6. C. Smith, Trans. ASM, 45: 533 (1953).
  7. К. П. Бунин, Ю. К. Бунина, В. И. Мазур, МиТОМ, № 10: 6 (1971).
  8. Р. Ф. Мейл, У. К. Хагель, Успехи физики металлов (Москва: ГосНТИ: 1960), т. 3.
  9. И. Л. Миркин, Труды Московского института стали. Сб. ХVIII (Москва: МИСиС: 1941).
  10. F. C. Hull and R. F. Mehl, Trans. Amer. Soc. Metals, 30: 381 (1942).
  11. R. F. Mehl, Hardenability of Alloy Steels (Cleveland: Amer. Soc. Metals: 1938).
  12. W. H. Brandt, J. Applied Physics, 16: 139 (1945). Crossref
  13. С. В. Бобырь, Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. научных трудов (Днепропетровск: ПГаСиА: 2004), вып. 26, ч. 1, с. 363.
  14. Ю. І. Ковальчик, М. І. Пашечко, Евтектика ІV: Збірка праць міжн. конф. (24–26 червня, 1997) (Дніпропетровськ: ДМетАУ: 1997), с. 65.
  15. С. В. Бобырь, Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. научных трудов (Днепропетровск: ПГаСиА: 2003), вып. 22, ч. 2, с. 60.
  16. C. Zener, Trans. AIME, 167: 513 (1946).
  17. M. Hillert, Jerncontorets Ann., 141, No. 11: 755 (1957).
  18. Дж. У. Кристиан, Физическое металловедение. Том 2. Фазовые превращения (Москва: Мир: 1968).
  19. L. Önsager, Phase Transformations in Solids: Conference (Cornell, Ithaca, NY: Wiley: 1951), p. 37.
  20. D. Turnball, Acta Met., 3: 43 (1955). Crossref
  21. В. И. Большаков, С. В. Бобырь, МиТОМ, № 8: 11 (2004).
  22. Р. И. Энтин, Превращения аустенита в стали (Москва: ГНТИ: 1960).
  23. В. Е. Ольшанецкий, Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні, № 1: 14 (2002).
  24. В. Е. Ольшанецкий, МиТОМ, № 3: 3 (2003).
  25. Дж. Е. Бурке, Д. Тарнбалл, Успехи физики металлов (Москва: Металлургиздат: 1956), т. 1, с. 368.
  26. W. S. Hagel, G. M. Pound, and R. F. Mehl, Acta Met., 4: No. 1: 37 (1956). Crossref
  27. И. В. Салли, Физические основы формирования структуры сплавов (Москва: Металлургиздат: 1963).
  28. Ю. И. Кононенко, В. Е. Ольшанецкий, Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні, № 1: 37 (2010).
  29. R. F. Mehl, F. C. Hull, and R. A. Coltun, Trans. AIME, 150, No. 1: 185 (1942).
  30. А. Ю. Борисенко, М. Ф. Евсюков, Г. В. Левченко, Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. научных трудов (Днепропетровск: ПГАСА: 2005), вып. 32, ч. 1., с. 85.
  31. Л. Н. Александров, Б. Я. Любов, ДАН СССР, 151, № 3: 552 (1963).
  32. В. И. Большаков, С. В. Бобырь, Металознавство та термічна обробка металів: Науков. та інформ. бюл. ПДАБА (Дніпропетровськ: ПДАБА: 2005), № 2: 27.
  33. С. В. Бобырь, Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научных трудов (Днепропетровск: Изд. ИЧМ: 2006), вып. 13: 241.
  34. Л. Е. Попова, А. А. Попов, Диаграммы превращения аустенита в сталях и бета-растворах в сплавах титана: Справочник термиста (Москва: Металлургия: 1991).
  35. В. М. Счастливцев, Д. А. Мирзаев, И. Л. Яковлева, К. Ю. Окишев, Т. И. Табатчикова, Ю. В. Хлебникова, Перлит в углеродистых сталях (Екатеринбург: УрО РАН: 2006).
  36. С. В. Бобырь, Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научных трудов (Киев: Наукова думка: 2008), вып. 18: 257.
  37. С. В. Бобырь, В. И. Большаков, Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні, № 1: 21 (2012).
  38. В. И. Большаков, К. Ф. Стародубов, М. А. Тылкин, Термическая обработка строительной стали повышенной прочности (Москва: Металлургия: 1977).
  39. H. D. K. H. Bhadeshia, Bainite in Steels (Cambridge: The University Press: 2001).
  40. D. Zotov, O. Uzlov, V. Bolshakov, A. Weiss, and P. R. Sheller, Proc. of the 59th Int. Conf. ‘Freiberger Forschungsforum Berg- und Hüttenmännischer Tag (BHT-2008)’ (11–13 July, 2008, Freiberg), p. 238.
  41. В. М. Счастливцев, Д. А. Мирзаев, И. Л. Яковлева, Структура термически обработанной стали (Москва: Металлургия: 1994).
Цитується (1)
  1. S. V. Bobyr and V. I. Bolshakov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 38, 981 (2016).