Austenite er hvad?

Varmebehandling af stål er den mest kraftfuldeindflydelsesmekanisme på dets struktur og egenskaber. Det er baseret på modifikationer af krystalgittere afhængigt af temperaturstemperaturen. Under forskellige forhold kan jern, kulstof, perlit, cementit og austenit være til stede i jernkarbonlegeringen. Sidstnævnte spiller en stor rolle i alle termiske transformationer i stål.

definition

Stål er en legering af jern og kulstof, hvorikulstofindholdet er op til 2,14% teoretisk, men teknologisk anvendeligt indeholder ikke mere end 1,3%. Derfor er alle de strukturer, der dannes i det under påvirkning af ydre påvirkninger, også sorter af legeringer.

Teorien repræsenterer deres eksistens i fire variationer: en fast penetrationsopløsning, en fast udelukkelsesopløsning, en mekanisk kornblanding eller en kemisk forbindelse.

Austenite er en solid penetration løsningcarbonatom i et ansigtscentreret kubisk krystalgitter af jern, der betegnes som y. Kulstofet indføres i hulrummet af y-gitteret af jern. Dens dimensioner overskrider de tilsvarende porer mellem Fe-atomer, hvilket forklarer grænserne for deres passage gennem grundmurens "vægge". Det dannes i processerne af temperaturtransformationer af ferrit og perlit, når varmen hæves over 727 ° C.

Diagram over jern-carbon legeringer

En graf kaldes et tilstandsdiagramjern-cementit, bygget eksperimentelt, er en klar demonstration af alle mulige muligheder for transformation i stål og støbejern. Specifikke temperaturværdier for en vis mængde kulstof i legeringen danner kritiske punkter, hvor der opstår vigtige strukturelle ændringer i opvarmnings- eller køleprocesserne, de danner også kritiske linjer.

En GSE-linje, der indeholder Ac-point₃ og Ac_m, viser niveauet af opløseligheden af ​​kulet, når varmeniveauet stiger.

Tabel over opløseligheden af ​​kulstof i austenit versus temperatur
Temperatur, ° C	900	850	727	900	1147
Eksempler på opløselighed af C i austenit,%	0,2	0,5	0,8	1,3	2,14

Funktioner af uddannelse

Austenite er en struktur, der dannes under opvarmning af stål. Når den kritiske temperatur er nået, udgør perlit og ferrit et integreret stof.

Opvarmning indstillinger:

1. Ensartet, indtil den ønskede værdi, en kort eksponering, afkøling. Afhængigt af legeringens egenskaber kan austenit enten være fuldt dannet eller delvist dannet.
2. En langsom temperaturstigning, en lang periode med at opretholde det opnåede varme niveau for at opnå ren austenit.

Egenskaberne af det resulterende opvarmede materiale såvel som det, som vil finde sted som følge af afkøling. Meget afhænger af det opnåede niveau. Det er vigtigt ikke at overophede eller opdele.

Mikrostruktur og egenskaber

Hver af de faser, der er karakteristiske for jernkulstoflegeringer, den iboende struktur af gitter og korn. Strukturen af ​​austenitten er pladeagtig, der har former tæt på både acikulær og flokkulerende. Med fuldstændig opløsning af kulstof i y-jern har kornene en let form uden tilstedeværelse af mørke cementitindeslutninger.

Hårdheden er 170-220 HB. Termisk ledningsevne og elektrisk ledningsevne er en størrelsesorden, der er lavere end den for ferrit. Magnetiske egenskaber er fraværende.

Afkølingsvarianter og dens hastighed fører tildannelsen af ​​forskellige modifikationer af den "kolde" tilstand: martensit, bainit, troostit, sorbitol, perlit. De har en lignende acikulær struktur, men de adskiller sig i dispersionen af ​​partikler, i størrelsen af ​​korn og i cementitpartikler.

Effekt af afkøling på austenit

Nedbrydningen af ​​austenit forekommer på de samme kritiske punkter. Dens effektivitet afhænger af følgende faktorer:

1. Kølehastighed. Det påvirker karakteren af ​​kulstofindeslutninger, dannelsen af ​​korn, dannelsen af ​​den endelige mikrostruktur og dens egenskaber. Afhænger af mediet, der bruges som kølevæske.
2. Tilstedeværelsen af ​​en isotermisk komponent på en afnedbrydningstrin - Når temperaturen sænkes til et bestemt temperaturniveau, opretholdes stabil varme i en vis periode, hvorefter hurtig afkøling fortsætter, eller det opstår sammen med varmeapparatet (ovnen).

Således isoleres kontinuerlige og isotermiske transformationer af austenit.

Karakteristik af transformationernes art. diagram

C-formet graf, der viser tegnetÆndringer i metallets mikrostruktur i tidsintervallet afhængigt af graden af ​​temperaturændring er et diagram over transformationen af ​​austenit. Virkelig afkøling er kontinuerlig. Kun visse faser af tvungen varmeopbevaring er mulige. Grafen beskriver isotermiske forhold.

Karakteren kan være diffusiv og diffusiv.

Ved standardhastigheder for varme reduktionÆndringen i austenitisk korn forekommer diffus. I zonen med termodynamisk ustabilitet begynder atomer at bevæge sig indbyrdes. Dem, der ikke har tid til at trænge ind i jerngitteret, danner sårbare indeslutninger. De er forbundet med nabokarbonpartikler, frigivet fra deres krystaller. Cementit er dannet på grænserne for nedbrydning af korn. Oprensede ferritkrystaller danner de tilsvarende plader. En dispergeret struktur dannes - en blanding af korn, hvis størrelse og koncentration afhænger af kølehastigheden og carbonindholdet i legeringen. Perlit og dets mellemfaser er også dannet: sorbitol, troostit, bainit.

Ved betydelige hastigheder af temperaturreduktionNedbrydning af austenit er ikke af diffusionsegenskab. Komplekse forvridninger af krystaller finder sted, inden for hvilke alle atomer samtidig forskydes i flyet uden at ændre deres placering. Fraværet af diffusion bidrager til fremkomsten af ​​martensit.

Effekt af slukning af funktionerne ved forfaldet af austenit. martensit

Hærdning er en slags varmebehandling, hvis kerne er den hurtige opvarmning til høje temperaturer over de kritiske punkter Ac₃ og Ac_mefterfulgt af hurtig afkøling. Hvis temperaturen falder med vand med en hastighed større end 200 ° C pr. Sekund, dannes en fast nålefase kaldet martensit.

Det er en overmættet fast opløsningpenetration af kulstof i jern med et krystal gitter af a-typen. På grund af de kraftige forskydninger af atomer forvreder det og danner et tetragonalt gitter, hvilket er årsagen til hærdning. Den dannede struktur har et større volumen. Som et resultat komprimeres krystallerne, der afgrænses af flyet, nålagtige plader dannes.

Martensit - stærk og meget fast (700-750 HB). Det er udelukkende dannet som følge af højhastighedshærdning.

Hærdning. Diffusionsstrukturer

Austenit er en formation derafvære kunstigt produceret bainit, troostit, sorbitol og perlit. Hvis køling af slukning sker ved lavere hastigheder, udføres diffusionstransformationer, deres mekanisme er beskrevet ovenfor.

Troostit er perlit, hvilket er karakteristisk forhøj grad af dispersion. Formet med et fald i varmen på 100 ° C pr. Sekund. Et stort antal små korn af ferrit og cementit er fordelt over hele flyet. "Hærdet" er karakteriseret ved cementit lamellform, og troostit, opnået som følge af efterfølgende frigivelse, har en kornet visualisering. Hårdheden er 600-650 HB.

Bainite er en mellemfase, der viseren stadig mere dispergeret blanding af krystaller af høj-carbon ferrit og cementit. På grund af dets mekaniske og teknologiske egenskaber er den mindre end martensit, men den overstiger troostit. Formet i temperaturintervaller, når diffusion er umuligt, og kræfterne til kompression og forskydning af krystalstrukturen til transformation i den martensitiske struktur er utilstrækkelige.

Sorbitol er en stor størrelse nålformet perlefasefase med afkøling med en hastighed på 10 ° C pr. Sekund. De mekaniske egenskaber indtager en mellemstilling mellem perlit og troostit.

Perlite - en samling korn af ferrit og cementit, som kan være granulært eller pladeformet. Formet som et resultat af en jævn nedbrydning af austenit med en afkølingshastighed på 1 ° C pr. Sekund.

Beytit og troostit er mere relateret til slukningskonstruktioner, mens sorbitol og perlit kan dannes selv under temperering, glødning og normalisering, hvis egenskaber bestemmer kornets form og størrelse.

Virkning af udglødning på funktionerne ved forfaldet af austenit

Næsten alle typer annealing og normaliseringbaseret på den gensidige transformation af austenit. Komplet og ufuldstændig glødning påføres før-eutektoid stål. Detaljerne opvarmes i ovnen over de kritiske punkter Ac₃ og Ac₁ henholdsvis. Den første type er kendetegnet ved en lang holdperiode, som giver en komplet transformation: ferrit-austenit og perlit-austenit. Herefter følger langsom afkøling af emnerne i ovnen. Udgangen er en fint dispergeret blanding af ferrit og perlit, uden indre spændinger, plastik og stærk. Ufuldstændig glødning er mindre energiintensiv, ændrer kun perlitstrukturen og efterlader ferrit næsten uændret. Normalisering indebærer en højere temperaturreduktion, men en mere grovkornet og mindre plaststruktur ved udløbet. For stållegeringer med et kulstofindhold på 0,8 til 1,3% fører køling under normalisering til en nedbrydning i retningen: austenit-perlit og austenit-cementit.

En anden type varmebehandling sombaseret på strukturelle transformationer, er homogenisering. Den kan anvendes til store dele. Det indebærer den absolutte opnåelse af austenitisk grovkornet tilstand ved temperaturer på 1000-1200 ° C og fastholdelse i ovnen i op til 15 timer. Isotermiske processer fortsætter med langsom afkøling, hvilket letter tilpasningen af ​​metalkonstruktioner.

Isothermal annealing

Hver af de angivne måder at påvirkemetal for enkel forståelse betragtes som en isotermisk transformation af austenit. Men hver af dem har kun visse karakteristika på et bestemt tidspunkt. I virkeligheden sker ændringerne med et stabilt fald i varme, hvis hastighed bestemmer resultatet.

En af metoderne tættest på det ideellebetingelser, isothermal glødning. Dens essens består også i opvarmning og aldring indtil fuldstændig sammenbrud af alle strukturer i austenit. Køling er realiseret i flere trin, hvilket bidrager til et langsommere, længere og mere termisk stabilt henfald.

1. Hurtigt fald i temperaturen til en værdi på 100 ° C under punktet Ac₁.
2. Tvinget tilbageholdelse af den opnåede værdi (ved placering i ovnen) i lang tid indtil færdiggørelsen af ​​dannelsen af ​​ferrit-perlitfaser.
3. Køling i rolig luft.

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

Rest austenit og austenitisk stål

Nogle gange er ufuldstændig forfald mulig, når resterende austenit finder sted. Dette kan ske i følgende situationer:

1. For hurtig afkøling, når fuldstændig forfald ikke forekommer. Det er en strukturel komponent af bainit eller martensit.
2. Kulstof eller lavlegeret stål,for hvilke processerne af austenit-dispergerede transformationer er komplicerede. Kræver brug af specielle metoder til varmebehandling, såsom for eksempel homogenisering eller isothermal glødning.

Til højt legerede - ingen processerbeskrevne transformationer. Legering af stål med nikkel, mangan, krom fremmer dannelsen af ​​austenit som den vigtigste stabile struktur, som ikke kræver yderligere påvirkninger. Austenitiske stål skelnes af deres høj styrke, korrosionsbestandighed og varmebestandighed, varmebestandighed og modstand mod komplekse aggressive arbejdsvilkår.

Austenite er en struktur uden dannelsen af ​​hvilkeDet er umuligt at have høj temperaturopvarmning af stål, og som deltager i praktisk taget alle metoder til varmebehandling for at forbedre mekaniske og teknologiske egenskaber.

</ p>>