СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ ПРИ ПЕРЛИТНОМ ПРЕВРАЩЕНИИ
METHOD FOR DETERMINING LIMITS OF PHASE TRANSITIONS AT PEARLITE CONVERSION

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к термической обработке металлов, и может использоваться при контроле параметров сталей акустическими методами.
Известен изотермический метод исследования (Попов А.А., Попова А.Е. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита. - Свердловск: МАШГИЗ, 1961. - С.13), заключающийся в нагреве образцов изучаемой стали до любой температуры, превышающей температуру образования аустенита, выдержке при этой температуре, быстрого переохлаждения до требуемой субкритической температуры, изотермической выдержке при этой температуре в течение заданного времени и дальнейшее быстрое охлаждение до комнатной температуры. Развитие перлитного превращения осуществляется структурным, дюрометрическим (по изменению твердости), магнитными или дилятометрическим методами. Этот способ имеет ряд недостатков. Так структурный и дюрометрический методы не позволяют исследовать кинетику изотермического распада аустенита, характеризуются высокой трудоемкостью и низкой точностью исследования низкотемпературного превращения, когда продукты распада аустенита по структуре и свойствам сильно похожи на мартенсит. Дилятометрический метод не позволяет наблюдать процессы выделения карбидов.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является магнитометрический метод (Попов А.А., Попова А.Е. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита. - Свердловск: МАШГИЗ, 1961. - С.15-18), включающий нагрев контрольного образца до температуры образования аустенита, выдержку при этой температуре, быстрое охлаждение до требуемой температуры и изотермическую выдержку при этой температуре, во время которой контролируются магнитные свойства образца. О степени превращения аустенита в перлит судят по изменению магнитных свойств образца. Этот способ позволяет наблюдать кинетику процесса распада аустенита, но имеет ряд недостатков. Способ неприменим для температур выше точки Кюри и характеризуется низкой точностью при температурах ниже точки Кюри, но близких к ней.
Для устранения указанных недостатков предлагается способ определения фазовых переходов при помощи анализа изменения интенсивности сигналов акустической эмиссии.
Указанный технический результат обеспечивается заявляемым способом определения границ фазовых переходов при перлитном превращении в сталях, включающий нагрев образца выше температуры образования аустенита, выдержке при температуре нагрева, охлаждение образца с заданной скоростью, при этом границы фазовых переходов определяют по критическим точкам распада аустенита по изменению интенсивности сигналов акустической эмиссии.
r1
r3
r1
r3
r3
r1
Пример конкретного выполнения способа определения критических точек распада аустенита в сталях методом акустической эмиссии. Предлагаемый способ был реализован при определении точек A (начала выделения карбидов) и A (завершения перлитного превращения) для конструкционной стали 5. Контрольные образцы сечением 2×15 мм нагревались до температуры 950°С и выдерживались при этой температуре в течение 5 мин. После этого образцы охлаждались со средней скоростью 3°С/с до температуры 20°С на спокойном воздухе. На фиг.1 представлена диаграмма охлаждения образцов, совмещенная с диаграммой изотермического распада переохлажденного аустенита (точки A и A определялись как точки пересечения кривой изменения температуры образца с кривыми, соответствующими началу выделения карбидов и завершения перлитного превращения). В процессе охлаждения контролировалась интенсивность сигналов АЭ (фиг.2). Точки A и A определялись как моменты изменения интенсивности АЭ сигналов - моменты времени 29 с и 98 с (см. фиг.2). Эти моменты времени соответствуют температурам 780°С и 670°С.
Предлагаемый способ позволяет более точно определять критические точки распада аустенита в реальном времени без ограничений по температурам испытаний и по магнитным свойствам материалов.