Austenit - vad är detta?

Värmebehandling av stål - är en kraftfull mekanism för att påverka dess struktur och egenskaper. Den är baserad på modifikationer av kristallgittret som en funktion av temperaturen hos spelet. De olika förhållandena i järn-kol-legering kan vara närvarande ferrit, perlit, cementit och austenit. Den senare spelar en viktig roll i alla termiska omvandlingar i stålet.

definition

Stål - en legering av järn och kol, varvid kolhalten är upp till 2,14% av det teoretiska, men det är tekniskt tillämpliga innefattar i en mängd som inte är mer än 1,3%. I enlighet därmed, alla strukturer som bildas däri under yttre påverkan, är även varianter legeringar.

Teorin är deras existens i 4 varianter: penetration fast lösning, en fast lösning av ett undantag, en mekanisk blandning eller en kemisk förening korn.

Austenit - ett fast kolatom granetsentricheskuyu penetreringslösningen i ett kubiskt kristallgitter av järn, kallad γ. kolatom införes i håligheten i γ-järn gitter. Dess dimensioner överstiger dessa porer mellan Fe-atomer, vilket förklarar den begränsade passerar dem genom "väggen" av basstrukturen. Bildas under omvandlingstemperaturen för ferrit och perlit genom att öka värme 727˚S ovan.

Diagrammet i järn-kol-legeringar

Graf kallas fasdiagram av det järn cementit konstrueras genom experiment, är en tydlig demonstration av alla möjliga varianter av transformationer i stål och gjutjärn. Specifika värden för en given temperatur mängden kol i legeringen bildar en kritisk punkt, i vilken det finns viktiga strukturella förändringar i värme- eller kylningsprocesser, de också utgöra en kritisk linje.

GSE linje som innehåller punkten och Ac ₃ Ac _m, visar nivån av kol löslighet med ökande värmenivåer.

utbildningsinslag

Austenit - en struktur som bildas under upphettning stål. När den kritiska temperaturen för att bilda perlit och ferrit integrerat material.

uppvärmningsvariationer:

1. Enhetligt, tills den når det önskade värdet, ett kort utdrag kylning. Beroende på egenskaperna hos legeringen, kan austeniten formas som en helt eller delvis.
2. Den långsamma temperaturökningen, en lång period av att bibehålla den uppnådda nivån på värme för att bilda en ren austenit.

Egenskaperna hos det uppvärmda materialet, samt vad som skulle ske som ett resultat av kylning. Mycket beror på den nivå som uppnåddes av värmen. Det är viktigt att undvika överhettning eller perepal.

Mikrostruktur och egenskaper

Var och en av faserna, som är typiska för järn-kol-legeringar, tenderar att äga struktur arrayer och korn. austenit struktur - platta med en form nära den nålliknande och själ, och gulaktigt. När den är helt upplöst kol i γ-järnkornen har en form utan en ljus mörka cementitpartiklar inneslutningar.

Hårdheten av 170-220 HB. Termisk och elektrisk ledningsförmåga är lägre än den för ferrit. Magnetiska egenskaper är inte tillgängliga.

Varianter och kylningshastighet leder till bildning av olika versioner av den "kalla" tillstånd: martensit, bainit, troostite, sorbitol, perlit. De har nål-liknande struktur, men olika partikel spridning, kornstorlek och cementit partikeln.

Inverkan av kylning austenit

austenit sönderfall sker i samma kritiska punkter. Dess effektivitet beror på följande faktorer:

1. Kylningshastigheten. Påverkar den typ av kol-föroreningar, bildandet av korn, bildning av den slutliga mikrostruktur och dess egenskaper. Det beror på miljön, som används som kylmedel.
2. Tillgänglighet isotermisk komponent på en av de stadier av förfall - sänks till en viss temperaturnivå, värmen bibehålls stabil under en viss tid, efter vilket snabb kylning fortsattes, eller om det förekommer i samband med en uppvärmningsapparat (ugn).

Sålunda, isolerad och kontinuerlig isotermisk omvandling av austenit.

Dragen av tecken transformationer. diagrammet

C-formade kurva som visar mönstret för förändring av metallmikrostruktur i tidsintervallet beroende på temperaturförändring - denna austenit omvandlingsdiagrammet. Den verkliga kylningen kontinuerligt. Det finns bara vissa faser tvingas värmeisolering. Diagrammet beskriver isotermiska betingelser.

Tecken kan vara diffus och diffusionslös.

Vid standard hastighetsändring minska värme diffusion austenitkornen inträffar. De termodynamiska instabilitet zon atomer börjar röra sig tillsammans. De som inte lyckas penetrera järn galler, bildar cementitpartiklar inneslutningar. De får sällskap av grann kolpartiklar, befriat från dess kristaller. Cementit bildas vid gränserna för kornen sönderfallande. Renade kristaller utgör respektive ferrit platta. Dispergerad struktur bildas - blandning av korn, storleken och koncentrationen är beroende av den snabba kylningen och halten av kol i legeringen. Utformad som perlit och dess intermediära faser: sorbitol, troostite, bainit.

Med betydande hastighet temperaturminskning austenit sönderfall inte diffusiva natur. Komplex kristall distorsion inträffar inom vilken alla atomer samtidigt röra sig i ett plan utan att ändra läge. Avsaknaden av diffusion bidrar till uppkomsten av martensit.

Effekten av släckning på austenit nedbrytningsegenskaper. martensit

Härdning - en typ av värmebehandling, som i huvudsak består i en snabb upphettning upp till höga temperaturer över den kritiska punkten och Ac ₃ Ac _m, följt av snabb kylning. Om minskningen i temperatur sker med vatten vid en hastighet av mer än 200 ° C per sekund, då en fast nålformig fas som har martensit namn.

Det är en övermättad fast lösning av kol i penetrations järntyp kristallgittret med α. På grund av de kraftfulla rörelser atomerna är förvrängd och bildar ett tetragonalt gitter som tjänar orsakar härdning. Den bildade strukturen har en större volym. De erhållna kristallerna avgränsas plana komprimerad kärnbildande nålformiga plattor.

Martensit - slitstark och mycket hårt (700-750 HB). Bildat uteslutande som ett resultat av höghastighets släckning.

Anlöpning. diffusion struktur

Austenit - är bildandet av vilka kan artificiellt producerade bainit, troostite, sorbit, och perlit. Om den dämpande kylning sker för lägre hastigheter, omvandlingen utförs diffusion, deras mekanism som beskrivs ovan.

Troost - är perlit, som kännetecknas av en hög grad av dispersion. Bildas vid 100 ° C minskning i hetta. Ett stort antal fina korn av ferrit och cementit är fördelad över hela planet. "Härdat" säregna cementit platta form och troostite resulterar från efterföljande anlöpning, har en granulär visualisering. Hårdhet - HB 600-650.

Bainit - en mellanliggande fas, vilket är en ännu mer kristaller av hög-dispergerade blandningen av ferrit och cementit. Enligt de mekaniska och teknologiska egenskaper underlägsna till martensit, men överstiger troostite. Bildade inom temperaturområdet där diffusion är omöjligt och kompressionskraften och flytta den kristallina strukturen för att konvertera till martensit - otillräcklig.

Sorbitol - de grova nålformig sort perlitiska faser vid kylningshastighet av 10 ° C per sekund. Mekaniska jobb egenskaper är mellanliggande mellan troostite och perlit.

Perlit - ett flertal korn av ferrit och cementit, som kan vara granulär, eller platt form. Bildas som ett resultat av den jämna sönderdelning av austenit vid en kylningshastighet 1S per sekund.

Beit troostite och - hänvisar till en släcknings strukturer, medan sorbitol och perlit kan bildas och anlöp, hybridiserings- och normaliserings särdrag som definierar formen och storleken på kornen.

Effekten av härdning på den speciella austenit nedbrytning

Nästan alla typer av glödgning och normalisering baserad på ömsesidig omvandling av austenit. Full och deltids glödgning används för att doevtektoidnyh stål. Detaljer upphettas i en ugn över de kritiska punkterna Ac ₁ och Ac _3, respektive. För den första typen kännetecknas av en långvarig exponering period, vilket säkerställer fullständig omvandling: austenit-ferrit-austenit och perlit. Följt av långsam kylning billets i ugnen. Vid utgången ge fin blandning av ferrit och perlit, utan inre spänningar och plast, fast substans. Mjukglödgning mindre energiintensiv, ändrar endast strukturen av perlit, ferrit lämnar praktiskt taget oförändrad. Normalisering innebär en högre frekvens av temperatur nedgång emellertid mer plast och mindre grov struktur vid utloppet. För stållegering med en halt från 0,8 till 1,3% kol när den kyldes i normalise sönderfall inträffar mot: austenit, perlit, austenit-cementit.

En annan typ av värmebehandling som är baserad på de strukturella transformationer, är homogenisering. Det är tillämpligt på stora delar. Det innebär absolut uppnå grov austenitiskt tillstånd vid temperaturer 1000-1200˚S och uthållighet i en ugn i en period upp till 15 timmar. Isotermiska processer fortsätter långsam kylning, vilket bidrar till utjämning av metallkonstruktioner.

isotermisk glödgning

Var och en av dessa metoder för att påverka metall för underlättande av förståelsen anses isotermisk omvandling av austenit. Emellertid har var och en av dem bara i ett visst skede egenskaper. I verkligheten förändringar med en stadig minskning av värme, hastigheten som avgör resultatet.

Ett sätt som är närmast idealiska förhållanden - etappglödgning. Dess väsen består också i värme och exponering för en fullständig kollaps av alla strukturer i austeniten. Kylningen realiseras i flera faser, vilket bidrar till en långsammare, mer förlängd och mer termiskt stabilt av dess sönderfall.

1. Det snabba fallet i temperatur till ett värde under 100 ° C till Ac _en punkt.
2. Tvångs retentionen uppnåddes värde (placerad i ugnen) under en lång tid till dess att bildandet av en ferritisk-perlitiska faser.
3. Kylning i stillastående luft.

Metoden är tillämpbar för legerade stål, som kännetecknas av närvaron av kvarvarande austenit i ett kylt tillstånd.

Restaustenit och austenitiska stål

Ibland är det möjligt partiell förfall, när det finns en kvarvarande austenit. Detta kan ske i följande situationer:

1. Alltför snabb kylning när fullständig nedbrytning sker. Det är en strukturell komponent av bainit eller martensit.
2. Stål med hög kolhalt eller låglegerat, för vilka processer är komplicerade dispergerade austenit transformationer. Det kräver användning av speciella värmebehandlingsmetoder, såsom, till exempel, homogenisering eller isotermisk glödgning.

För high-- Ingen process beskrivs av transformationer. Legeringsstål med nickel, mangan, främjar krom bildningen av austenit som den primära fast struktur som inte kräver ytterligare influenser. Austenitiska stål kännetecknas av hög hållfasthet, korrosionsbeständighet och värmebeständighet, värmebeständighet och motståndskraft mot aggressiva arbetsförhållanden svåra.

Austenit - är en struktur som är omöjlig utan att bilda någon hög temperatur uppvärmning av stål och som är involverat i nästan alla dess värmebehandlingsmetoder för att förbättra mekaniska egenskaper och bearbetningsegenskaper.