188
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
Сталь 25Н12М6К10 относится к мартенситному классу [3], т. е.
даже при очень медленном охлаждении получается мартенситная
структура, поэтому исходной структурой образцов был мартенсит.
Опыты проводили следующим образом. Образцы нагревали до
температуры 1200
о
С (кривая
1
)
и затем охлаждали до нормальной
температуры (кривая
2
).
Причем при нагреве в диапазоне значений
температур 570...820 °С наблюдалось обратное мартенситное пре-
вращение, связанное с переходом
α
-
фазы (мартенсита) в
γ
-
фазу
(
аустенит). На дилатограмме это превращение характеризуется рез-
ким провалом на кривой. Данный провал на дилатограмме объясня-
ется тем фактом, что гранецентрированная кристаллическая решетка
аустенита упакована более плотно по сравнению с тетрогональной
кристаллической решеткой мартенсита [3]. Дальнейший нагрев выше
820
°С влияет только на температурные деформации аустенита. При
температурах выше 1
000
°С происходит растворение карбидов и ин-
терметаллидов в
γ
-
фазе, и она обогащается молибденом.
В процессе охлаждения
γ
-
фаза сохраняется вплоть до 165 °С,
причем даже при очень медленном охлаждении. При температуре
ниже 165 °С на дилатограмме наблюдается резкий подъем кривой,
что связано с протеканием прямого мартенситного превращения, при
котором
γ
-
фаза (аустенит) переходит в
α
-
фазу (мартенсит). Отметим,
что этот мартенсит представляет собой пересыщенный твердый рас-
твор молибдена в
α
-
фазе [1]. Увеличение деформаций при охлажде-
нии стали объясняется переформированием более плотно упакован-
ной кристаллической решетки аустенита в менее плотно упакован-
ную кристаллическую решетку мартенсита.
При расчете деформаций, возникающих в процессе нагревов и
охлаждений стали, при ее термической обработке необходимо учи-
тывать как температурные деформации, так и дилатации, связанные
со структурными превращениями. Для этого следует описать законо-
мерности изменения суммарной свободной деформации, учитываю-
щей чисто температурные и структурные деформации, в виде функ-
ций от температуры. Обратим внимание на то, что кинетика прямого
и обратного мартенситного превращения, относящегося к атермиче-
ским превращениям, определяется только температурой и не зависит
от скорости охлаждения и нагрева [3].
Для определения напряженно-деформированного состояния в
валках при термической обработке требуется знать значение коэф-
фициента линейного расширения в зависимости от температуры и
структуры, которое можно установить по дилатограммам. В связи с
этим необходимо получить эмпирические зависимости, описываю-
щие дилатограммы, изображенные на рис. 1. Вначале остановимся на
описании дилатограммы аустенита при охлаждении от 1200
о
С. На