Austeniet is wat?

Hittebehandeling van staal is 'n kragtige meganisme van invloed op sy struktuur en eienskappe. Dit is gebaseer op die veranderinge van kristalroosters, afhangende van die spel van temperature. Onder verskillende omstandighede kan yster, koolstof, perliet, sementiet en austeniet teenwoordig wees in die yster-koolstof-legering. Laasgenoemde speel 'n belangrike rol in alle termiese transformasies in staal.

definisie

Staal is 'n legering van yster en koolstof, waar die koolstofinhoud tot 2,14% teoreties is, maar tegnologies bevat dit nie meer as 1,3% nie. Gevolglik is al die strukture wat daarin gevorm word onder die invloed van eksterne invloede, ook 'n verskeidenheid legerings.

Die teorie verteenwoordig hul bestaan in vier variasies: 'n soliede penetrasie oplossing, 'n soliede uitsluiting oplossing, 'n meganiese graanmengsel of 'n chemiese verbinding.

Austeniet is 'n soliede oplossing van die penetrasie van 'n koolstofatoom in 'n gesig-sentriese kubieke kristalrooster van yster, wat na verwys word as γ. Die koolstofatoom word in die holte van die y-rooster van yster ingevoer. Die dimensies daarvan oorskry die ooreenstemmende porieë tussen die Fe-atome, wat die beperkings van hul gedeelte deur die "mure" van die basiese struktuur verduidelik. Dit word gevorm in die prosesse van temperatuurtransformasies van ferriet en perliet wanneer die hitte bo 727 ° C verhoog word.

Diagram van yster-koolstof legerings

Die grafiek, bekend as die yster-sementiet staat diagram, wat deur eksperiment gebou is, is 'n visuele demonstrasie van alle moontlike variasies van transformasies in staal en gietyster. Spesifieke temperatuurwaardes vir 'n sekere hoeveelheid koolstof in die legering vorm kritiese punte in watter belangrike strukturele veranderinge in die verwarmings- of verkoelingsprosesse plaasvind, dit vorm ook kritiese lyne.

Die GSE-lyn, wat die punte Ac ₃ en Ac _{m bevat} , toon die vlak van oplosbaarheid van die koolstof wanneer die hittevlak styg.

Kenmerke van die onderwys

Austeniet is 'n struktuur wat tydens die verhitting van staal gevorm word. Wanneer die kritieke temperatuur bereik word, vorm perliet en ferriet 'n integrale stof.

Verhitting opsies:

1. Uniform, tot die vereiste waarde, 'n kort tyd, afkoeling. Afhangende van die eienskappe van die legering, kan austeniet óf ten volle gevorm of gedeeltelik gevorm word.
2. 'N Stadige styging in temperatuur, 'n lang tydperk om die verwarmde hittevlak te behou om suiwer austeniet te verkry.

Eienskappe van die gevolglike verhitte materiaal, sowel as die een wat as gevolg van verkoeling sal plaasvind. Baie hang af van die hitte wat bereik is. Dit is belangrik om nie te oorverhit of te verdeel nie.

Mikrostruktuur en eienskappe

Elk van die fases wat kenmerkend is van yster-koolstof-legerings word gekenmerk deur die intrinsieke struktuur van roosters en korrels. Die struktuur van die austeniet is plaatagtig, met vorms naby aan beide wyfie en flocculent. Met die volledige ontbinding van koolstof in yster, het die korrels 'n ligte vorm sonder die teenwoordigheid van donker sementiet insluitings.

Die hardheid is 170-220 HB. Termiese geleidingsvermoë en elektriese geleidingsvermoë is 'n orde van grootte laer as dié van ferriet. Magnetiese eienskappe is afwesig.

Variasies van verkoeling en die spoed daarvan lei tot die vorming van verskeie wysigings van die "koue" toestand: martensiet, bainiet, troostiet, sorbitol, perlitiet. Hulle het 'n soortgelyke acicular struktuur, maar hulle verskil in die verspreiding van deeltjies, in die grootte van korrels en in sementiet deeltjies.

Effek van verkoeling op austeniet

Die ontbinding van austeniet kom op dieselfde kritieke punte voor. Die doeltreffendheid daarvan hang af van die volgende faktore:

1. Koelsnelheid. Dit beïnvloed die aard van koolstofinlusies, die vorming van korrels, die vorming van die finale mikrostruktuur en sy eienskappe. Hang af van die medium wat as koelmiddel gebruik word.
2. Die teenwoordigheid van 'n isotermiese komponent in een van die vervalstadiums - wanneer die temperatuur tot 'n sekere temperatuurvlak verlaag word, word 'n stabiele hitte vir 'n sekere tydperk gehandhaaf, waarna vinnige verkoeling voortduur, of dit kom saam met die verwarmingstoestel (oond) voor.

So word deurlopende en isotermiese transformasies van austeniet geïsoleer.

Kenmerke van die aard van die transformasies. grafiek

C-vormige grafiek, wat die aard van veranderinge in die mikrostruktuur van die metaal in die tydsinterval toon, afhangende van die mate van temperatuurverandering - is 'n diagram van die transformasie van austeniet. Echte afkoeling is deurlopend. Slegs sommige fases van gedwonge hitte retensie is moontlik. Die grafiek beskryf isotermiese toestande.

Die karakter kan diffusief en diffusieloos wees.

By standaard tempo van hitteverlaging vind die verandering in austenitiese graan diffusief plaas. In die sone van termodinamiese onstabiliteit begin die atome onder mekaar beweeg. Diegene wat nie die tyd het om die ysterrooster te penetreer nie, vorm sementige insluite. Hulle word verbind deur naburige koolstofdeeltjies, wat uit hul kristalle vrygestel word. Sementiet word gevorm op die grense van die ontbinding van korrels. Gesuiwerde ferrietkristalle vorm die ooreenstemmende plate. 'N verspreide struktuur word gevorm - 'n mengsel van korrels wie se grootte en konsentrasie afhang van die verkoelingstempo en koolstofinhoud in die legering. Perliet en sy intermediêre fases word gevorm: sorbitol, troostiet, bainiet.

By aansienlike tempo van temperatuur afname is die ontbinding van austeniet nie van 'n diffusie aard nie. Komplekse vervormings van kristalle vind plaas, waarbinne alle atome gelyktydig in die vliegtuig verplaas word, sonder om hul ligging te verander. Die afwesigheid van diffusie dra by tot die opwekking van martensiet.

Effek van uitblus op die eienskappe van die verval van austeniet. martensiet

Harding is 'n soort hittebehandeling, waarvan die kern die vinnige verhitting van hoë temperature bo die kritieke punte Ac ₃ en Ac _{m is} , gevolg deur vinnige verkoeling. As die temperatuur met water daal met 'n tempo van meer as 200 ° C per sekonde, word 'n soliede naaldfase, martensiet, gevorm.

Dit is 'n oorversadigde vaste oplossing van die penetrasie van koolstof in yster met 'n kristalrooster van die α-tipe. As gevolg van die kragtige verplasing van atome, verdraai dit en vorm 'n tetragonale rooster, wat die oorsaak van verharding is. Die gevormde struktuur het 'n groter volume. As gevolg hiervan word die kristalle wat deur die vliegtuig begrens word, saamgepers, naaldagtige plate word gebore.

Martensiet - sterk en baie stewig (700-750 HB). Dit word slegs gevorm as gevolg van hoë spoedblus.

Temper. Diffusiestrukture

Austeniet is 'n vorming waaruit bainiet, troostiet, sorbitol en perlitiet kunsmatig geproduseer kan word. As die afkoeling van ontlonting teen laer dosisse plaasvind, word diffusietransformasies uitgevoer, hul meganisme word hierbo beskryf.

Troostiet is perliet, wat gekenmerk word deur 'n hoë mate van verspreiding. Gevorm met 'n afname in hitte van 100 ° C per sekonde. 'N Groot aantal fynkorrels van ferriet en sementiet word dwarsdeur die vliegtuig versprei. "Hardened" word gekenmerk deur sementiet lamellêre vorm, en troostiet, verkry as gevolg van latere vrystelling, het 'n korrel visualisering. Die hardheid is 600-650 HB.

Bainiet is 'n intermediêre fase, wat 'n nog meer verspreide mengsel van kristalle van hoë-koolstof ferriet en sementiet is. As gevolg van sy meganiese en tegnologiese eienskappe is dit minderwaardig aan martensiet, maar dit oorskry troostiet. Dit vorm in temperatuurintervalle wanneer diffusie onmoontlik is en die kragte van kompressie en verplasing van die kristalstruktuur vir transformasie in 'n martensitiese struktuur is onvoldoende.

Sorbitol is 'n groot grootte naaldvormige verskeidenheid pêrietfases met verkoeling teen 'n spoed van 10 ° C per sekonde. Meganiese eienskappe besit 'n intermediêre posisie tussen perliet en troostiet.

Perliet is 'n versameling korrels van ferriet en sementiet, wat korrel of plaatvormig kan wees. Gevorm as gevolg van 'n gladde ontbinding van austeniet met 'n koelsnelheid van 1 ° C per sekonde.

Beytiet en troostiet is meer verwant aan slokstrukture, terwyl sorbitol en perliet selfs gevorm kan word tydens tempering, uitgloeiing en normalisering, waarvan die eienskappe die vorm van die korrels en hul grootte bepaal.

Effek van ontgloeiing op die eienskappe van die verval van austeniet

Feitlik alle vorme van uitgloeiing en normalisering is gebaseer op die wedersydse omkering van austeniet transformasie. Volledige en onvolledige uitgloeiing word toegepas op die pre-eutectoid steel. Die besonderhede word verhit in die oond bo die kritieke punte Ac ₃ en Ac _1, onderskeidelik. Die eerste tipe word gekenmerk deur die teenwoordigheid van 'n lang hou tydperk, wat 'n volledige transformasie bied: ferriet-austeniet en perlitiet austeniet. Daarna volg die stadige afkoeling van die spasies in die oond. By die uitset word 'n fyn verspreide mengsel van ferriet en perlit verkry, sonder interne spanning, plastiek en sterk. Onvolledige uitgloeiing is minder energie-intensief, verander slegs die struktuur van perliet, wat ferriet feitlik onveranderd verlaat. Normalisering impliseer 'n hoër tempo van temperatuurvermindering, maar 'n meer grofkorrelige en minder plastiese struktuur by die uitlaat. Vir staallegerings met 'n koolstofinhoud van 0,8 tot 1,3%, verkoeling onder normalisasie lei tot 'n disintegrasie in die rigting: austeniet-perlitiet en austeniet-sementiet.

'N Ander tipe hittebehandeling, wat gebaseer is op strukturele transformasies, is homogenisasie. Dit is van toepassing op groot dele. Dit impliseer die absolute prestasie van austenitiese grofkorrelige toestand by temperature van 1000-1200 ° C en hou in die oond vir tot 15 uur. Isotermiese prosesse gaan voort met stadige afkoeling, wat die belyning van metaalstrukture vergemaklik.

Isotermiese uitgloeiing

Elk van hierdie maniere om die metaal te beïnvloed vir gemak van begrip word beskou as 'n isotermiese transformasie van austeniet. Elkeen het egter slegs spesifieke kenmerke op 'n sekere stadium. In werklikheid vind die verandering plaas met 'n stabiele afname in hitte waarvan die spoed die resultaat bepaal.

Een van die metodes wat die naaste aan ideale toestande is, is isotermiese uitgloeiing. Die essensie bestaan ook in verhitting en veroudering tot die volledige uiteensetting van alle strukture in austeniet. Verkoeling word in verskeie fases gerealiseer, wat bydra tot 'n stadiger, langer en meer termiese stabiele verval.

1. Vinnige afname in temperatuur tot 'n waarde van 100 ° C onder die punt Ac ₁ .
2. Gedwonge behoud van die bereikte waarde (deur in die oond te plaas) vir 'n lang tyd tot die voltooiing van die vorming van ferritiese-pearlitiese fases.
3. Koel in rustige lug.

Die metode is ook van toepassing op gelegeerde staal, wat gekenmerk word deur die teenwoordigheid van residuele austeniet in die verkoelde toestand.

Oorblywende austeniet en austenitiese staal

Soms is onvolledige ontbinding moontlik wanneer residuele austeniet plaasvind. Dit kan in die volgende situasies gebeur:

1. Te vinnige afkoeling, wanneer die bederf nie verval nie. Dit is 'n strukturele komponent van bainiet of martensiet.
2. Hoë koolstof of lae-allooi staal, waarvoor die prosesse van austeniet verspreide transformasies ingewikkeld is. Vereis die gebruik van spesiale metodes van hittebehandeling, soos byvoorbeeld homogenisasie of isotermiese uitlating.

Vir hoogs gedoteerde - daar is geen prosesse van die omskrewe transformasies nie. Die legering van staal met nikkel, mangaan, chroom bevorder die vorming van austeniet as die hoofstalstruktuur, wat nie addisionele invloede benodig nie. Austenitiese staal word onderskei deur hoë sterkte, weerstand teen korrosie en hittebestandheid, hittebestandheid en weerstand teen komplekse aggressiewe werksomstandighede.

Austeniet is 'n struktuur sonder die vorming waarvan geen hoë temperatuurverwarming van staal moontlik is nie en wat aan feitlik alle metodes van hittebehandeling deelneem om meganiese en tegnologiese eienskappe te verbeter.