Austenit - Hvad er det?

Varmebehandling af stål - er en stærk mekanisme til at påvirke dens struktur og egenskaber. Den er baseret på modifikationer af krystalgitteret som funktion af temperaturen af spillet. De forskellige betingelser i jern-carbon-legering kan være til stede ferrit, perlit, cementit og austenit. Sidstnævnte spiller en stor rolle i alle termiske forandringer i stålet.

definition

Stål - en legering af jern og carbon, hvor carbonindholdet er op til 2,14% af det teoretiske, men det er teknologisk gældende omfatter i en mængde på højst 1,3%. Således er alle de strukturer, der er dannet deri under ydre påvirkninger, er også varianter legeringer.

Teorien er deres eksistens i 4 varianter: penetration fast opløsning, en fast opløsning af en undtagelse, en mekanisk blanding eller en kemisk forbindelse kerner.

Austenit - en solid carbonatom granetsentricheskuyu penetration opløsning i et kubisk krystalgitter af jern, benævnt γ. carbonatom indføres i hulheden af γ-jern gitter. Dens dimensioner overstiger de porerne mellem Fe-atomer, hvilket forklarer den begrænsede lede dem gennem den "mur" af bundkonstruktionen. Dannes under transformation temperatur ferrit og perlit ved at øge varmen 727˚S ovenfor.

Diagrammet af jern-kulstoflegeringer

Graf kaldet fasediagram af jernet-cementit konstrueret ved eksperimenter, er en klar demonstration af alle mulige varianter af transformationer i stål og støbejern. Specifikke værdier for en given temperatur mængden af carbon i legeringen udgør et kritisk punkt, hvor der er vigtige strukturelle ændringer i opvarmnings- og køleprocesser, de også udgør en kritisk linje.

GSE linie hvori punkt og Ac ₃ Ac _m, viser niveauet af carbon opløselighed med stigende varme niveauer.

pædagogiske funktioner

Austenit - en struktur, der dannes under stål opvarmning. Når den kritiske temperatur til dannelse af perlit og ferrit integrerende materiale.

opvarmning variationer:

1. Ensartet, indtil den når den ønskede værdi, en kort uddrag afkøling. Afhængigt af de egenskaber af legeringen kan austenit være udformet som en helt eller delvist.
2. Den langsomme temperaturstigning, en lang periode at opretholde det opnåede varme til dannelse af en ren austenit.

Egenskaberne af det opvarmede materiale, såvel som den, der ville forekomme som resultat af afkøling. Meget afhænger af det niveau, der opnås af varmen. Det er vigtigt at undgå overophedning eller perepal.

Mikrostruktur og egenskaber

Hver af faserne, typisk for jern-carbon-legeringer, tendens til ejer strukturen af arrays og korn. austenit struktur - plade har en form tæt på nålelignende og sind, og skællet. Når den er fuldt opløst kulstof i γ-jern korn har en form uden en lys mørk cementit indeslutninger.

Hårdhed 170-220 HB. Termisk og elektrisk ledningsevne er lavere end ferrit. Magnetiske egenskaber er ikke tilgængelige.

Varianter og afkølingshastighed fører til dannelsen af forskellige versioner af den "kolde" tilstand: martensit, bainit, troostite, sorbitol, perlit. De har nålelignende struktur, men forskellige partikeldispersion, kornstørrelsen og cementit partikel.

Indflydelsen af afkølingshastigheden austenit

austenit forfald forekommer i de samme kritiske punkter. Dens effektivitet afhænger af følgende faktorer:

1. Afkølingshastigheden. Påvirker arten af carbon urenheder, dannelsen af korn, dannelse af den endelige mikrostruktur og dets egenskaber. Det afhænger af miljøet, som bruges som kølemiddel.
2. Tilgængelighed thermo komponent på en af de stadier af henfald - sænkes til et bestemt temperaturniveau, varmen holdes stabil i en vis tid, hvorefter hurtig afkøling fortsættes, eller om den forekommer i forbindelse med et varmeapparat (ovn).

Således, isoleret og kontinuerlig isotermiske transformation af austenit.

Funktioner i karakter transformationer. diagram

C-formet kurve, der viser mønsteret af forandringer af metallet mikrostruktur i tidsintervallet afhængigt af temperaturændring - dette austenit transformation diagram. Den aktuelle afkøling kontinuerligt. Der er kun visse faser tvunget varmeisolering. Grafen beskriver isotermiske betingelser.

Karakter kan være diffus og Diffusionless.

Ved standard hastighed forandring reducere varme diffusion austenitkornene opstår. De termodynamiske ustabilitet zone atomer begynder at bevæge sig sammen. De, der ikke formår at trænge ind i jern gitter, danner cementit indeslutninger. De er forbundet med de tilstødende partikler af carbon, befriet for sine krystaller. Cementit dannes ved grænserne for kornene gå itu. Oprensede krystaller udgør respektive ferrit plade. Dispergeret struktur dannes - blanding af korn, hvis størrelse og koncentration afhænger af hurtigheden af afkøling og indholdet af carbon i legeringen. Udformet som perlit og dens mellemliggende faser: sorbitol, troostite, bainit.

Med betydelig hastighed reduktion temperatur gør austenit nedbrydning ikke diffusiv natur. Kompleks krystal forvrængning forekommer inden for hvilken alle atomer samtidig bevæge sig i et plan uden at ændre placering. Den manglende diffusion bidrager til fremkomsten af martensit.

Virkningen af standsning på austenit nedbrydningsprodukter karakteristika. martensit

Hærdning - en type varmebehandling, der i det væsentlige består i en hurtig opvarmning til høje temperaturer over det kritiske punkt, og Ac ₃ Ac _m, efterfulgt af hurtig afkøling. Hvis faldet i temperaturen sker med vand ved en hastighed på mere end 200 ° C pr sekund, så en fast nåleformet fase med martensit navn.

Det er en overmættet fast opløsning af carbon i penetration jerntype krystalgitteret med α. Grund af den kraftige bevægelser atomer er forvrænget og danner en tetragonal gitter, der tjener årsag hærdning. Den dannede struktur har en større volumen. De resulterende krystaller blev afgrænset plane komprimeret kerneholdige nåleformede plader.

Martensit - holdbart og meget hårdt (700-750 HB). Dannet udelukkende som et resultat af quenching høj hastighed.

Hærdning. diffusion struktur

Austenit - er dannelsen af disse kan kunstigt fremstillet bainit troostite, sorbitol, og perlit. Hvis quenching afkøling sker for lavere hastigheder, udføres omdannelsen diffusion, beskrev deres mekanisme ovenfor.

Troost - er perlit, som er kendetegnet ved en høj grad af dispergering. Dannet ved 100 ° C fald i varmen i det øjeblik. Et stort antal af fine korn af ferrit og cementit fordeles over hele flyet. "Hærdet" ejendommelige cementit pladeform og troostite følge af efterfølgende hærdning, har en granulær visualisering. Hårdhed - HB 600-650.

Bainit - en mellemliggende fase, som er en endnu mere krystaller af høj-dispergeret blanding af ferrit og cementit. Ifølge de mekaniske og teknologiske egenskaber ringere til martensit, men overstiger troostite. Dannet inden for temperaturområdet hvor diffusionen er umuligt og kompressionskraften og flytte den krystallinske struktur til at konvertere til martensit - utilstrækkelig.

Sorbitol - de grove nåleformede variety perlitiske faser ved afkøling på 10 ° C per sekund. Mekaniske jobegenskaber er mellemliggende mellem troostite og perlit.

Perlit - en flerhed af korn af ferrit og cementit, som kan være granulerede eller pladeform. Dannet som et resultat af den glatte nedbrydning af austenit ved en afkølingshastighed 1s per sekund.

Beit troostite og - henviser til en quench strukturer, mens der kan dannes sorbitol og perlit og hærdning, annealing og normaliserende egenskaber, der definerer formen og størrelsen af kornene.

Virkning af annealing af den bestemte austenit nedbrydning

Næsten alle typer af udglødning og normalisering baseret på gensidig transformation af austenit. Fuld og deltid annealing anvendes til doevtektoidnyh stål. Detaljer opvarmet i en ovn over de kritiske punkter Ac ₁ og Ac _3. For den første type er kendetegnet ved en eksponering periode forlænget, hvilket sikrer fuldstændig omdannelse: austenit-ferrit-austenit og perlit. Efterfulgt af langsom afkøling billets i ovnen. På udgangen giver fine blanding af ferrit og perlit, uden indre spændinger og plast fast stof. Blød annealing mindre energiintensive, ændrer kun strukturen af perlit, ferrit forlader stort set uændret. Normalisering indebærer en højere temperatur tilbagegang imidlertid mere plastisk og mindre grov struktur ved udløbet. For stållegering med et indhold fra 0,8 til 1,3% carbon, når den afkøles i normaliseringen henfald sker mod: austenit, perlit, austenit-cementit.

En anden type af varmebehandling, er baseret på de strukturelle omdannelser, er homogenisering. Det gælder for store dele. Det indebærer absolut opnå grove austenitiske tilstand ved temperaturer 1000-1200˚S og udholdenhed i en ovn i en periode på op til 15 timer. Isotermiske processer fortsætter langsom afkøling, hvilket bidrager til udligning af metalkonstruktioner.

isotermisk annealing

Hver af disse metoder til at påvirke metallet til lettelse af forståelse anses isotermisk transformation af austenit. Men hver af dem kun på et bestemt tidspunkt har egenskaber. I virkeligheden sker ændringer med et støt fald af varme, hvis hastighed bestemmer resultatet.

En måde, der er tættest på de ideelle betingelser - isotermisk annealing. Dens essens består også i varme og eksponering til den fuldstændige kollaps af alle strukturer i austenit. Afkølingen er realiseret i flere faser, hvilket bidrager til en langsommere, mere langvarig og mere termisk stabile af dets henfald.

1. Det hurtige fald i temperaturen til en værdi under 100 ° C til Ac ₁ point.
2. Tvungen tilbageholdelse opnåede værdi (placeret i ovnen) i lang tid indtil afslutning af dannelsen af en ferritisk-perlitiske faser.
3. Køling i vindstille.

Metoden er anvendelig til legeret stål, som er karakteriseret ved tilstedeværelsen af resterende austenit i en afkølet tilstand.

Resterende austenit og austenitisk stål

Nogle gange er det muligt delvis forrådnelse, når der er en resterende austenit. Dette kan forekomme i følgende situationer:

1. For hurtig afkøling, når fuldstændigt sammenbrud forekommer. Det er en strukturel komponent af bainit eller martensit.
2. Høj kulstofstål eller lavtlegeret, for hvilke processer er komplicerede dispergeret austenit transformationer. Den kræver anvendelse af særlige varme behandlingsmetoder, såsom for eksempel, homogenisering eller isotermisk annealing.

For high-- nr fremgangsmåde er beskrevet af transformationer. Legerende stål med nikkel, mangan, chrom fremmer dannelsen af austenit som den primære fast struktur, som ikke kræver yderligere påvirkninger. Austenitisk stål er kendetegnet ved høj styrke, korrosionsbestandighed og varmebestandighed, varmebestandighed og modstandsdygtighed over for aggressive arbejdsbetingelser vanskelig.

Austenit - er en struktur, som er umuligt uden at danne nogen høj temperatur opvarmning af stål, og som er involveret i næsten alle sine varmebehandling metoder til forbedring mekaniske og forarbejdningsegenskaber.