אוסטניט מה?

טיפול בחום של פלדה הוא החזק ביותרמנגנון ההשפעה על מבנהו ותכונותיו. הוא מבוסס על השינויים של סריגים קריסטל בהתאם למשחק של טמפרטורות. בתנאים שונים, ברזל, פחמן, perlite, cementite ו austenite יכול להיות נוכח בסגסוגת ברזל פחמן. האחרון משחק תפקיד מרכזי בכל טרנספורמציות תרמיות פלדה.

הגדרה

פלדה היא סגסוגת של ברזל ופחמן, שבותוכן הפחמן הוא עד 2.14% תיאורטית, אך מבחינה טכנולוגית ישים מכיל לא יותר מ -1.3%. לפיכך, כל המבנים שנוצרו בו תחת השפעת השפעות חיצוניות, גם הם סוגים שונים של סגסוגות.

התיאוריה מייצגת את קיומם בארבע וריאציות: פתרון חדירה מוצק, פתרון מוצק לאי-הכללה, תערובת תבואה מכנית או תרכובת כימית.

אוסטניט הוא פתרון חדירה מוצקאטום פחמן לתוך סריג מעוקב פנים סריג של ברזל, המכונה γ. אטום הפחמן הוא הציג לתוך חלל של γ- סריג של ברזל. ממדיו עולים על הנקבוביות המקבילות בין אטומי Fe, דבר המסביר את מגבלות המעבר שלהם דרך "הקירות" של המבנה הבסיסי. הוא נוצר בתהליכים של טרנספורמציות טמפרטורה של פרית ו perlite כאשר החום הוא הרים מעל 727 ° C.

תרשים של סגסוגות ברזל-פחמן

תרשים שנקרא תרשים המדינהברזל צמנט, בנוי ניסיוני, הוא הוכחה ברורה של כל האפשרויות האפשריות עבור שינוי פלדות ו ברזל יצוק. ערכי טמפרטורה ספציפיים עבור כמות מסוימת של פחמן בצורת סגסוגת נקודות קריטיות בהם שינויים מבניים חשובים להתרחש תהליכי חימום או קירור, הם גם יוצרים קווים קריטיים.

קו GSE המכיל נקודות AC₃ ו Ac_מ, מציג את רמת המסיסות של הפחמן כאשר רמת החום עולה.

טבלה של מסיסות של פחמן ב austenite לעומת הטמפרטורה
טמפרטורה, ° C	900	850	727	900	1147
מסיסות למופת של C ב austenite,%	0,2	0,5	0,8	1,3	2,14

תכונות של חינוך

Austenite הוא מבנה זה יוצר במהלך חימום של פלדה. כאשר הטמפרטורה הקריטית מושגת, פרלייט ופריט מהווים חומר בלתי נפרד.

אפשרויות חימום:

1. אחיד, עד הערך הרצוי, חשיפה קצרה, קירור. בהתאם למאפיינים של סגסוגת, austenite יכול להיות מלא או שנוצר באופן חלקי.
2. עלייה איטית בטמפרטורה, תקופה ארוכה של שמירה על רמת החום שהושג כדי להשיג austenite טהור.

המאפיינים של החומר המחומם כתוצאה, כמו גם את זה יתרחש כתוצאה של קירור. הרבה תלוי ברמת החום שהושג. חשוב לא להתחמם יותר או לפצל.

מיקרו ותכונות

כל אחד משלבי המאפיין של ברזל פחמןסגסוגות, המבנה הטמון של סריגים ודגנים. המבנה של austenite הוא צלחת דמוי, שיש צורות קרוב הן acicular ו flocculent. עם פירוק מוחלט של פחמן γ ברזל, גרגרים יש טופס אור ללא נוכחות של תכלילים cementite כהה.

הקושי הוא 170-220 HB. מוליכות תרמית ומוליכות חשמלית הם בסדר גודל נמוך מזה של פריט. תכונות מגנטיות נעדרים.

גרסאות של קירור ואת מהירות להובילהיווצרות של שינויים שונים של המדינה "קר": martensite, bainite, troostite, sorbitol, perlite. יש להם מבנה acicular דומה, אבל הם שונים פיזור של חלקיקים, בגודל של דגנים בחלקיקים cementite.

השפעת קירור על אוסטניט

הפירוק של austenite מתרחשת באותן נקודות קריטיות. האפקטיביות שלה תלויה בגורמים הבאים:

1. מהירות קירור. זה משפיע על אופי של תכלילים פחמן, היווצרות של דגנים, היווצרות של המיקרו הסופי ואת המאפיינים שלו. תלוי במדיום המשמש נוזל קירור.
2. נוכחות של רכיב איזותרמי על אחד- כאשר הטמפרטורה יורדת לרמת טמפרטורה מסוימת, חום יציב נשמר למשך פרק זמן מסוים, ולאחר מכן קירור מהיר נמשך, או שהוא מתרחש יחד עם מכשיר החימום (תנור).

לפיכך, טרנספורמציות מתמשכות ו isothermal של austenite מבודדים.

מאפייני אופי התמורות. תרשים

תרשים בצורת C המציג את התושינויים במיקרו של המתכת בזמן מרווח, בהתאם למידת שינוי הטמפרטורה, הוא תרשים של השינוי של austenite. קירור אמיתי הוא רציף. רק שלבים מסוימים של החזקת חום מאולץ אפשריים. התרשים מתאר תנאים איזותרמיים.

הדמות יכולה להתפזר ולפזר.

בשיעורים סטנדרטיים של הפחתת חוםהשינוי בדגן austenitic מתרחשת diffusively. באזור של חוסר יציבות תרמודינמית, אטומים מתחילים לנוע בינם לבין עצמם. אלה שאין להם זמן לחדור את הסריג ברזל, טופס תכלילים צמנטית. הם מחוברים על ידי חלקיקי פחמן שכנים, משוחררים מן הגבישים שלהם. Cementite נוצר על הגבולות של גרגרים מתפוררים. גבישי פרית מטוהרים יוצרים את הצלחות המתאימות. מבנה מפוזר נוצר - תערובת של דגנים שגודלם וריכוזם תלויים בקצב הקירור ובתכולת הפחמן בסגסוגת. פרלייט ו שלבי הביניים שלה נוצרים גם: סורביטול, troostite, bainite.

בשיעורים משמעותיים של הפחתת הטמפרטורההפירוק של austenite אינו בעל אופי דיפוזיה. מתרחשים עיוותים מורכבים של גבישים, שבמסגרתם כל האטומים נעקבים בו-זמנית במישור מבלי לשנות את מיקומם. העדר דיפוזיה תורם להופעת מרטנזיט.

השפעת מרווה על התכונות של ריקבון של austenite. מרטנסייט

הקשחת היא סוג של טיפול בחום, המהות של אשר הוא חימום מהיר לטמפרטורות גבוהות מעל נקודות קריטיות Ac₃ ו Ac_מ, ואחריו קירור מהיר. אם הטמפרטורה יורדת עם מים בקצב גדול מ 200 מעלות צלזיוס לשנייה, בשלב מחט מוצק שנקרא martensite נוצר.

זהו פתרון מוצק רוויחדירה של פחמן לתוך ברזל עם סריג קריסטל של סוג α. בשל הדיסקלמנטים החזקים של האטומים, הוא מעוות ויוצר סריג טטריגונלי, שהוא הגורם להתקשות. המבנה שנוצר יש נפח גדול יותר. כתוצאה מכך, גבישים, מוגבלים על ידי המטוס, דחוסים, צלחות כמו מחט נוצרים.

Martensite - עמיד וחזק מאוד (700-750 HB). מורכבת אך ורק כתוצאה מרווה במהירות גבוהה.

הקשחת. מבני דיפוזיה

אוסטניט הוא מבנה שממנולהיות מיוצר באופן מלאכותי bainite, troostite, sorbitol ו perlite. אם הקירור של מרווה מתרחשת בשיעורים נמוכים יותר, טרנספורמציות דיפוזיה מבוצעות, המנגנון שלהם מתואר לעיל.

Troostitis הוא פרלייט, אשר אופיינירמה גבוהה של פיזור. נוצר בעת הפחתת חום 100˚S לשנייה. מספר רב של גרגרים עדינים של פרית ו cementite מופץ על פני המטוס כולו. "מוקשה" אופייני בצורת מלט lamellar, ו troostite, שהושג כתוצאה של הרפיה לאחר מכן, יש להדמיה גרני. קשיות - 600-650 HB.

ביניט הוא שלב בינייםהיא תערובת מפוזרת עוד יותר של גבישים של פריטה פחמן גבוהה cementite. על ידי תכונות מכניות וטכנולוגיות נחות מ martensite, אבל עולה טרוסטטיט. היא נוצרת בטווחים הטמפרטורה כאשר דיפוזיה בלתי אפשרי, ואת הכוח של דחיסה ותזוזה של המבנה הגבישי הוא לא מספיק כדי להפוך martensitic.

Sorbitol הוא מחט גס כמו מגוון של שלבי פרלייט במהלך קירור בקצב של 10 מעלות צלזיוס לשנייה. תכונות מכניות הן ביניים בין פרלייט ו troostite.

Perlite הוא אוסף של דגנים של ferite ו cementite, אשר יכול להיות גרגרי או בצורת צלחת. נוצר כתוצאה של פירוק חלקה של austenite עם קצב הקירור של 1 מעלות צלזיוס לשנייה.

ביתית ו troostite רלוונטיים יותר מרווה מבנים, ואילו sorbitol ו perlite יכול גם להיווצר במהלך הרפיה, חישול ונורמליזציה, תכונות אשר קובעים את הצורה של דגנים וגודלם.

השפעת חישול על תכונות של פירוק austenite

כמעט כל סוגי חישול ונורמליזציהבהתבסס על השינוי ההדדי של אוסטניט. מלא חישול מלא מוחל על פלדות hypoeutectoid. פרטים מחוממים בכבשן מעל נקודות קריטיות Ac₃ ו Ac₁ בהתאמה. הסוג הראשון מאופיין בנוכחות של תקופה ארוכה של חשיפה, המספקת טרנספורמציה שלמה: ferrite-austenite ו- perlite-austenite. ואז בעקבות קירור איטי של החסר בכבשן. ביציאה, תערובת קנס של פרית ו perlite מתקבל, ללא מדגיש פנימי, פלסטיק חזק. חישול לא שלם הוא פחות אנרגיה אינטנסיבית, הוא משנה רק את המבנה של פרלייט, משאיר פריט כמעט ללא שינוי. הנורמליזציה מרמזת על שיעור גבוה יותר של הפחתת הטמפרטורה, לעומת זאת, מבנה גס יותר גרגר ופחות פלסטיק ביציאה. עבור סגסוגות פלדה עם תוכן פחמן של 0.8-1.3%, כאשר מקורר כחלק מנורמליזציה, הפירוק מתרחשת בכיוון: austenite-perlite ו austenite-cementite.

סוג אחר של טיפול בחוםהמבוססת על שינויים מבניים, הוא homogenization. זה חל על חלקים גדולים. זה מרמז על ההישג המוחלט של המדינה austenitic גס גרגר בטמפרטורות של 1000-1200 מעלות צלזיוס והזדקנות בכבשן לתקופה של עד 15 שעות. תהליכים איזותרמיים ממשיכים עם קירור איטי, אשר תורם היישור של מבני מתכת.

חישול איזותרמי

כל אחת הדרכים המפורטות להשפיעמתכת להקל על ההבנה נחשב טרנספורמציה isothermal של austenite. עם זאת, כל אחד מהם יש תכונות ספציפיות רק בשלב מסוים. במציאות, שינויים מתרחשים עם ירידה מתמדת בחום, מהירות אשר קובע את התוצאה.

אחת השיטות הקרובות ביותר לאידיאלתנאים, חישול איזותרמי. המהות שלה מורכבת גם חימום והזדקנות להתפוררות מלאה של כל המבנים לתוך austenite. הקירור מיושם במספר שלבים, מה שגורם להתפוררותו האיטית, ארוכה יותר, ויציבה תרמית יותר.

1. הירידה המהירה בטמפרטורה לערך של 100˚є מתחת לנקודה Ac₁.
2. שימור כפוי של הערך שהושג (מיקום בכבשן) הוא הרבה זמן עד להשלמת שלבים ferritic-pearlitic הושלמה.
3. קירור באוויר השקט.

השיטה חלה על פלדות alloyed, אשר מאופיינים על ידי נוכחות של austenite שיורית במצב מקורר.

Austenite שיורית פלדות austenitic

פירוק לא שלם הוא לפעמים אפשרי כאשר austenite שיורית מתרחשת. זה יכול לקרות במצבים הבאים:

1. קירור מהיר מדי כאשר ריקבון מוחלט אינו מתרחש. זהו רכיב מבניים של bainite או martensite.
2. פחמן גבוה או סגסוגת נמוכה,אשר תהליכי הפיזור austenitic הם מסובכים. מחייב שימוש בשיטות מיוחדות לטיפול בחום, כגון homogenization או חישול איזותרמי.

עבור alloyed גבוהה - אין תהליכיםתיאר טרנספורמציות. סגסוגת של פלדה עם ניקל, מנגן, כרום תורם להיווצרות של austenite כמו המבנה המוצק העיקרי, אשר אינו מחייב השפעות נוספות. פלדות Austenitic מאופיינים על ידי חוזק גבוה, עמידות בפני קורוזיה עמידות בחום, עמידות חום והתנגדות לתנאי עבודה אגרסיביים קשים.

אוסטניט הוא מבנה שבלעדיואף אחד חימום בטמפרטורה גבוהה של פלדה אפשרי, אשר משתתף כמעט בכל שיטות הטיפול בחום במטרה לשפר תכונות מכניות וטכנולוגיות.

</ p>>