Дилатометрические кривые

Общепринятым способом определения изменения линейных размеров тела является использование коэффициента a, о котором шла речь в предыдущем параграфе, Такой прием оправдан, когда температуры изменяются в относительно небольших пределах и можно пользоваться средним значением a, или когда a вообще меняется мало даже при широком изменении тем­ператур. В случае структурных превращений, сопровождающихся значительным изменением размеров частиц тела, использование только a_ср, как правило, недостаточно. Необходимо привлекать ди­латограммы металлов, снятые при конкретном, соответствующем рассматриваемому случаю изменении температуры во времени.

На рис. 4 представлены типичные дйлатограммы для аусте­нитной стали, не испытывающей структурных превращений в рас­сматриваемом диапазоне температур и для перлитной стали, име­ющей структурные превращения. В металлах, не испытывающих структурных превращений, изменение длины при нагреве и ох­лаждении происходит монотонно и дилатометрическая кривая, как правило, не изменяется при изменении скорости нагрева и охлаж­дения (рис. 4, а).

Рис. 4 Характерные дилатограммы сталей: a — аустенитной; б — перлитной

В сталях перлитного и мертенситного классов изменение дли­ны происходит немонотонно - расширение металла при нагреве прерывается его временным сокращением.

Рис. 5 Дилатограммы стали 15ХНЗМДА при различных скоростях охлаждения: I — 20-К/с; II— 170 К/с (ско­рость нагрева III в обоих случаях 350 К/с)

При охлаждении, нао­борот,— сокращение металла прерывается его удлинением в диа­пазоне температур структурного превращения. Причем изменение скорости охлаждения влияет на положение точек N и К начала Т_н и конца Т_к структурного превращения. Температуры начала и конца структурного превращения смещаются в область более низ­ких температур и тем больше, чем выше скорость охлаждения ме­тала (рис. 5).

В низкоуглеродистых сталях при реальных терми­ческих циклах дуговой и электрошлаковой сварки структурные превращения завершаются в области относительно высоких тем­ператур, обычно выше 870 К. В сталях с более высокой степенью легирования структурные превращения, как правило, заканчива­ются при температурах заметно ниже 870 К и оказывают нередко решающее влияние на величину и характер сварочных деформа­ций и напряжений.