4.2.2. Микроструктура на зоната на фазови промени от твърдо състояние В зоната на закаляване от твърдо състояние, характеризираща се с по-изразена степен на нехомогенност по химичен състав и съответно с по-голям фазов наклеп след лазерното въздействие в сравнение със зоната на стопяване, цикличната промяна на температурата с висока скорост води до ускореното протичане на процесите на отвръщане в резултат на което още на началните стадии микроструктуратта в тази зона слабо се отличава от изходния материал. След 100 и съответно 10 цикъла при стомани 5ХНМ и 4Х5МФС зоната на фазови промени от твърдо състояние има сорбито-трооститна структура (фиг.4.8 и фиг.4.9) с наличие на карбиди съответно от типа М3С и М23С6 при стомани 5ХНМ и 4Х5МФС, докато структурата при стомана 3Х2В8Ф поради по-ниската скорост на процесите на отвръщане представлява троостит с наличие на множество фини карбиди М6С (фиг.4.11). Преходът между зоната на закаляване от течно състояние и зоната на фазови промени в твърдо състояние се характеризира с наличието на множество карбиди, които в процеса на термоциклиране претърпяват коагулация. С повишаване броя на циклите количеството на карбидната фаза се увеличава и започва нейната коагулация. При 400 цикъла структурата в зоната на фазови промени от твърдо състояние представлява сорбит на отвръщане с наличие на карбиди съответно от типа М3С и М6С при стомани 5ХНМ и 3Х2В8Ф, с ясно изразена нееднородност при стомана 3Х2В8Ф. 4.3. Промени в изходната микроструктура след термоциклиране В изходния материал протичат процеси на отвръщане, които водят до завършване разпадането на мартензита, преразпределение и анихилация на дефектите на кристалния строеж, понижаване на микроизкривяванията, увеличаване количеството на карбидната фаза, нейната коагулация и коалесценция. В резултат на това микроструктурата с повишаване броя на циклите при стомани 5ХНМ, 4Х5МФС и 3Х2В8Ф представлява сорбит с наличие на карбиди. 4.4. Влияние на термоциклирането върху свойствата на лазерно-уякчените слоеве При термоциклиране на стомани 5ХНМ, 4Х5МФС и 3Х2В8Ф, още на началните стадии твърдостта на лазерно-уякчените слоеве се понижава вследствие ускореното поради цикличния характер на въздействието протичане на процеси на отвръщане. В резултат на различната степен на легиранe, различната за отделните стомани карбидна фаза и нейната склонност към коагулация и коалесценция, а от там и различното й влияние върху скоростта на развитие на процесите, твърдостта на уякчените слоеве при стомани 5ХНМ и 4Х5МФС почти се изравнява с тази на изходния материал, докато при режими със стопяване при стомана 3Х2В8Ф твърдостта в зоната на закаляване от течно състояние остава сравнително по-висока (фиг.4.15 и фиг.4.16). С по-нататъшното увеличаване броя на термичните цикли продължава понижаването на твърдостта както на уякчените слоеве, така и на изходния материал и при трите стомани, но в по-малка степен.                             Фиг.4.15. Стомани 3Х2В8Ф и 5ХНМ -                                    Фиг.4.16. Стомана 4Х5МФС - изменение на              изменение на средната твърдост при термоциклиране.                           средната твърдост при термоциклиране. При нагряване на стомани 5ХНМ и 4Х5МФС до температури по-високи от 500 ºС и съответно 600 ºС якостните им свойства бързо се понижават вследствие протичане на необратими структурни промени. Най-силно влияние върху понижаване на якостните свойства оказва коалесценцията на карбидната фаза. При стомана 5ХНМ тя се състои предимно от легиран цементит М3С, който се отделя при сравнително ниски температури. Поради сравнително големите скорости на нагряване отделените карбиди са със сфероидална форма и повишената им способност към коагулация при по-високи температури води до ускорено понижаване на твърдостта (фиг.4.19). Легирането с 5% Cr и 1% Si на стомана 4Х5МФС ускорява понижаването на якостните свойства при нагряване до температури от порядъка на 620-650 ºС (фиг.4.20) поради значително повишаване скоростта на нарастване и коалесценция на карбидната фаза от типа М23С6. За разлика от горните стомани повърхностният уякчен от течно състояние слой на стомана 3Х2В8Ф при термоциклиране запазва твърдост, по-висока от тази на изходния материал, дори и при 400 цикъла (фиг 4.15 и фиг.4.18) поради отделяне на карбидна фаза от типа М6С, която има понижена склонност към коагулация вследствие наличието на W. При стоманите, съдържащи W, хромът се разтваря в специалните карбиди от типа М6С, като по този начин ги стабилизира и забавя тяхното нарастване. Размерите на зоната с повишена твърдост отговарят на размерите на зоната на стопяване. Фиг.4.18. Стомана 3Х2В8Ф - изменение на твърдостта по ширина - а) и по дълбочина - б) на лазерно-уякчени слоеве при термоциклиране (въздействие със стопяване). Фиг.4.19. Стомана 5ХНМ - изменение на твърдостта по ширина - а) и по дълбочина - б) на лазерно-уякчени слоеве при термоциклиране (въздействие със стопяване). Фиг.4.20. Стомана 4Х5МФС - изменение на твърдостта по ширина - а) и по дълбочина - б) на лазерно-уякчени слоеве при термоциклиране (въздействие със стопяване). Изводи към глава ІV: След термоциклиране в зоната на стопяване се получава сорбито-трооститна структура с наличие на карбиди съответно от типа М3С и М23С6 при стомани 5ХНМ и 4Х5МФС. При стомана 3Х2В8Ф микроструктурата в зоната на закаляване от течно състояние се състои от отвърнат мартензит с наличие на карбиди М6С. В зоната на фазови промени от твърдо състояние се предизвиква ускорено развитие на процесите и уеднаквяване на микроструктурата с тази на изходния материал още на началните стадии на термоциклиране. С повишаване броя на термоциклите във всички зони на лазерно-уякчените слоеве и в изходния материал вследствие на процеси на отвръщане се получава уедряване на микроструктурата, повишаване количеството и коагулация на карбидната фаза. При термоциклиране на стомани 5ХНМ, 4Х5МФС и 3Х2В8Ф още при началните цикли твърдостта на лазерно-уякчените слоеве се понижава. В резултат на формираната по време на термоцикличните изпитания карбидна фаза - М3С и М23С6 съответно за стомани 5ХНМ и 4Х5МФС и повишената й склонност към коагулация и коалесценция, твърдостта на уякчените слоеве почти се изравнява с тази на изходния материал още при началните цикли. Отделилата се на началните стадии на термоциклиране карбидна фаза М6С при стомана 3Х2В8Ф води до забавяне на процесите в зоната на закаляване от течно и твърдо състояние. При режими със стопяване за стомана 3Х2В8Ф, вследствие наличието на М6С твърдостта в зоната на закаляване от течно състояние остава сравнително висока. Зоната на закаляване от течно състояние след термоциклиране се характеризира с фина морфология, обусловена от дисперсната микроструктура след лазерно въздействие и от условията на изпитание. « « « предходна страница             следваща страница » » »