Austenite - vad är det?

Värmebehandling av stål är den mest kraftfulla.mekanism av inflytande på dess struktur och egenskaper. Den bygger på modifieringar av kristallgitterna beroende på temperaturspelet. Under olika förhållanden kan ferrit, perlit, cementit och austenit vara närvarande i järn-kol-legeringen. Den senare spelar en viktig roll i alla termiska omvandlingar i stål.

definition

Stål är en legering av järn och kol, i vilketKolinnehållet är upp till 2,14% teoretiskt, men tekniskt tillämpligt innehåller det inte mer än 1,3%. Följaktligen är alla strukturer som bildas i det under påverkan av yttre påverkan också typer av legeringar.

Teorin representerar deras existens i 4 varianter: genomträngning fast lösning, utestängning fast lösning, mekanisk blandning av korn eller kemisk förening.

Austenit är en solid penetrationslösning.kolatom i den ansiktscentrerade kubiska kristallgitteret av järn, benämnt y. Kolatomen införs i håligheten av y-gallret av järn. Dess storlek överstiger motsvarande porer mellan Fe-atomer, vilket förklarar gränserna för deras passage genom huvudstrukturen "väggar". Det bildas under processen av temperaturtransformationer av ferrit och perlit med ökande värme över 727 ° C.

Iron Carbon Alloy Chart

Grafik kallas ett tillståndsdiagramExperimentell järncementit är en tydlig demonstration av alla möjliga omvandlingsalternativ i stål och gjutjärn. Specifika temperaturvärden för en viss mängd kol i legeringen utgör kritiska punkter vid vilka viktiga strukturella förändringar uppstår i uppvärmnings- eller kylprocesserna, de utgör också kritiska linjer.

GSE-linje som innehåller Ac-poäng₃ och Ac_m, visar upplösningsgraden för kol med ökade värmehöjder.

Tabell över beroendet av kollöslighet i austenit vid temperatur
Temperatur, ˚є	900	850	727	900	1147
Ungefärlig löslighet av C i austenit,%	0,2	0,5	0,8	1,3	2,14

Funktioner av utbildning

Austenite är en struktur som bildas under processen med uppvärmning av stål. När den kritiska temperaturen uppnås, bildar perlit och ferrit en integrerad substans.

Värmealternativ:

1. Uniform, för att uppnå önskat värde, kort exponering, kylning. Beroende på legeringens egenskaper kan austenit antingen vara helt formad eller delvis.
2. Lång temperaturhöjning, en lång period för att upprätthålla den uppnådda värmehöjden för att erhålla ren austenit.

Egenskaper hos det resulterande uppvärmda materialet, liksom det som kommer att uppstå som ett resultat av kylning. Mycket beror på värmen uppnådd. Det är viktigt att förhindra överhettning eller perepal.

Mikrostruktur och egenskaper

Var och en av de faser som är karakteristiska för järnkollegeringar, speciella för sin egen struktur av galler och korn. Strukturen av austenit är lamellär, med former som är nära både nålformiga och fläckiga. När kol är helt upplöst i y-järn, har kornen en lätt form utan närvaron av mörka cementitinkluderingar.

Hårdhet är 170-220 HB. Värmeledningsförmåga och elektrisk ledningsförmåga är en storleksordning lägre än den för ferrit. Magnetiska egenskaper är frånvarande.

Kylalternativ och hastigheter leder tillbildandet av olika modifieringar av det kalla tillståndet: martensit, bainit, troostit, sorbitol, perlit. De har en liknande nålliknande struktur, dock skiljas de genom dispersion av partiklar, kornstorlek och cementitpartiklar.

Effekt av kylning på austenit

Austenit sönderdelning sker vid samma kritiska punkter. Dess effektivitet beror på följande faktorer:

1. Kylhastighet Påverkar karbonintagens karaktär, bildandet av korn, bildandet av den slutliga mikrostrukturen och dess egenskaper. Beror på mediet som används som kylare.
2. Förekomsten av isotermisk komponent på en avsönderdelningsstadier - vid sänkning till en viss temperaturnivå upprätthålls stabil värme under en viss tidsperiod, varefter snabb kylning fortsätter eller det uppstår tillsammans med en värmeanordning (ugn).

Således isoleras kontinuerliga och isotermiska transformationer av austenit.

Egenskaper av omvandlingarnas natur. diagrammet

C-formad graf som visar tecknetförändringar i metallets mikrostruktur i tidsintervallet, beroende på graden av temperaturförändring - detta är diagrammet för austenittransformation. Verklig kylning kontinuerligt. Endast några faser av tvångsmotstånd är möjliga. Grafen beskriver isotermiska förhållanden.

Naturen kan vara diffusion och diffusionfri.

Vid standardvärdesreduceringförändringen av austenitisk spannmål uppträder diffusivt. I zonen med termodynamisk instabilitet börjar atomer att flytta mellan sig. De som inte har tid att infiltrera järngitteret, utgör cementitinkluderingar. De förenas av intilliggande partiklar av kol, som frigörs från deras kristaller. Cement bildas vid gränserna för sönderfallande korn. Renade ferritkristaller bildar respektive plattor. En dispergerad struktur bildas - en blandning av korn, vars storlek och koncentration beror på kylningens snabbhet och kolhalten i legeringen. Perlit och dess mellanfaser bildas också: sorbitol, troostit, bainit.

Med betydande hastigheter för att minska temperaturernaAustenit sönderdelning har ingen diffusion karaktär. Komplexa snedvridningar av kristaller förekommer, inom vilka alla atomer samtidigt rör sig i ett plan utan att ändra platsen. Bristen på diffusion bidrar till kärnbildningen av martensit.

Effekten av härdning på egenskaperna för austenit sönderdelning martensit

Härdning är en typ av värmebehandling, vars kärna är snabb uppvärmning till höga temperaturer över kritiska punkter Ac₃ och Ac_m, följt av snabb kylning. Om temperaturen minskar med hjälp av vatten med en hastighet av mer än 200 ° C per sekund, bildas en fast nålfas, som kallas martensit.

Det är en övermättad fast lösning.penetration av kol i järn med en gitter av typ a. På grund av kraftiga atomförskjutningar förvrängs den och bildar en tetragonal gitter, vilket är orsaken till härdning. Den formade strukturen har en större volym. Som ett resultat komprimeras de kristaller som avgränsas av planet, nålplattor alstras.

Martensit är hållbart och mycket svårt (700-750 HB). Det bildas uteslutande som ett resultat av höghastighetshärdning.

Anlöpning. Diffusionsstrukturer

Austenit är en formation från vilkenbainit, troostit, sorbitol och perlit bör framställas artificiellt. Om släckning av kylning sker vid lägre hastigheter utförs diffusionstransformationer, deras mekanism beskrivs ovan.

Troostit är en perlit som är karakteristiskhög grad av dispersion. Bildas när du minskar värmen 100˚S per sekund. Ett stort antal fina korn av ferrit och cementit fördelas över hela planet. "Tempered" kännetecknas av lamellär cementform och troostit, erhållen som ett resultat av efterföljande temperering, har en kornig visualisering. Hårdhet - 600-650 HB.

Beynit är en mellanliggande fas som ären mer dispergerad blandning av kristaller av högkol-ferrit och cementit. Med mekaniska och tekniska egenskaper är sämre än martensit, men överstiger troostiten. Det bildas i temperaturintervaller när diffusion är omöjlig, och kraften i kompression och förskjutning av kristallstrukturen är inte tillräcklig för att omvandlas till martensitisk.

Sorbitol är en grov nålliknande mängd perlitfaser under kylning med en hastighet av 10 ° C per sekund. Mekaniska egenskaper är mellanliggande mellan perlit och troostit.

Perlite är en samling korn av ferrit och cementit, som kan vara granulärt eller plattformat. Formas som ett resultat av en jämn sönderdelning av austenit med en kylningshastighet av 1 ° C per sekund.

Beitit och troostit är mer relevanta för släckande strukturer, medan sorbitol och perlit också kan bildas under temperering, glödgning och normalisering, vars egenskaper bestämmer kornets form och storlek.

Påverkan av glödgning på egenskaper av austenit sönderdelning

Nästan alla typer av glödgning och normaliseringbaserat på ömsesidig omvandling av austenit. Full och ofullständig glödgning appliceras på hypoeutectoidstål. Uppgifterna värms upp i en ugn över kritiska punkter Ac₃ och As₁ respektive. Den första typen kännetecknas av närvaron av en lång exponeringsperiod, vilket ger en fullständig omvandling: ferrit-austenit och perlit-austenit. Sedan följer en långsam kylning av ämnena i ugnen. Vid utgången erhålles en fin blandning av ferrit och perlit utan inre spänningar, plast och stark. Ofullständig glödgning är mindre energiintensiv, det ändrar bara strukturen av perlit och lämnar ferrit nästan oförändrad. Normalisering innebär en högre temperaturbegränsning, men en mer grovkornig och mindre plaststruktur vid utgången. För stållegeringar med en kolhalt av 0,8 till 1,3%, när de kyls som en del av normaliseringen sker sönderdelning i riktning: austenit-perlit och austenit-cementit.

En annan typ av värmebehandling sombaserad på strukturella transformationer, är homogenisering. Den är tillämplig för stora delar. Det innebär den absoluta uppnåendet av det austenitiska grovkornet tillståndet vid temperaturer på 1000-1200 ° C och åldring i ugnen i upp till 15 timmar. Isotermiska processer fortsätter med långsam kylning vilket bidrar till inriktningen av metallkonstruktioner.

Isotermisk tjusning

Var och en av de angivna sätten att påverkametall för lättare förståelse betraktas som isotermisk omvandling av austenit. Men var och en har endast specifika funktioner vid ett visst skede. I verkligheten sker förändringar med en stadig minskning av värme, vars hastighet bestämmer resultatet.

En av metoderna närmast idealetförhållanden - isotermisk glödgning. Dess väsentlighet består också i uppvärmning och åldrande till fullständig sönderdelning av alla strukturer i austenit. Kylning genomförs i flera steg, vilket bidrar till dess långsammare, längre och mer termiskt stabila förfall.

1. Den snabba nedgången i temperaturen till ett värde på 100˚Ñ under punkten Ac₁.
2. Tvingad retention av det uppnådda värdet (placering i ugnen) under lång tid tills bildandet av ferrit-perlitiska faser fullbordas.
3. Kylning i lugn luft.

Metoden är tillämplig på legerade stål, vilka kännetecknas av närvaron av resterande austenit i det kylda tillståndet.

Återstående austenit och austenitiska stål

Ofullständig sönderdelning är ibland möjlig när resterande austenit uppstår. Detta kan hända i följande situationer:

1. Kylning för snabbt när fullständigt förfall inte uppstår. Det är en strukturell komponent av bainit eller martensit.
2. Högkolv eller låglegerat stål,för vilka processerna för austenitiska dispergera transformationer är komplicerade. Kräver användning av speciella värmebehandlingsmetoder, såsom homogenisering eller isotermisk glödgning.

För höglegerade - inga processerbeskrivna transformationer. Legering av stål med nickel, mangan och krom bidrar till bildandet av austenit som den huvudsakliga fasta strukturen, vilket inte kräver ytterligare effekter. Austenitiska stål kännetecknas av hög hållfasthet, korrosionsbeständighet och värmebeständighet, värmebeständighet och motståndskraft mot svåra aggressiva arbetsförhållanden.

Austenite är en struktur utan vilkenDet är omöjligt för någon hög temperaturuppvärmning av stål och som är involverad i nästan alla metoder för värmebehandling i syfte att förbättra de mekaniska och tekniska egenskaperna.

</ p>>