Austenite is wat?

Warmtebehandeling van staal is het krachtigst.mechanisme van invloed op de structuur en eigenschappen. Het is gebaseerd op modificaties van de kristalroosters afhankelijk van de temperatuurweergave. In verschillende omstandigheden kunnen ferriet, perliet, cementiet en austeniet in de ijzer-koolstof-legering aanwezig zijn. De laatste speelt een belangrijke rol bij alle thermische transformaties in staal.

definitie

Staal is een legering van ijzer en koolstof, waarinHet koolstofgehalte is theoretisch maximaal 2,14%, maar technologisch toepasbaar bevat het niet meer dan 1,3%. Dienovereenkomstig zijn alle structuren die daarin worden gevormd onder invloed van externe invloeden ook typen legeringen.

De theorie vertegenwoordigt hun bestaan ​​in 4 variaties: doordringende vaste oplossing, uitsluitende vaste oplossing, mechanisch mengsel van korrels of chemische verbinding.

Austeniet is een solide penetratie-oplossing.koolstofatoom in het gezicht-gecentreerde kubische kristalrooster van ijzer, aangeduid als y. Het koolstofatoom wordt ingebracht in de holte van het γ-rooster van ijzer. De omvang ervan overschrijdt de overeenkomstige poriën tussen de Fe-atomen, wat de beperkingen van hun overgang door de "muren" van de hoofdstructuur verklaart. Het wordt gevormd in het proces van temperatuurtransformaties van ferriet en perliet met toenemende warmte boven 727 ° C.

IJzeren legeringstabel

Grafiek een toestandsdiagramExperimenteel ijzer-cementiet is een duidelijke demonstratie van alle mogelijke transformaties in staal en gietijzer. Specifieke temperatuurwaarden voor een bepaalde hoeveelheid koolstof in de legering vormen kritische punten waarbij belangrijke structurele veranderingen optreden in de verwarmings- of koelprocessen, ze vormen ook kritische lijnen.

GSE-regel met Ac-punten₃ en Ac_m, geeft het niveau van oplosbaarheid van koolstof weer met toenemende niveaus van warmte.

Tabel van de afhankelijkheid van koolstofoplosbaarheid in austeniet op temperatuur
Temperatuur, ˚С	900	850	727	900	1147
Geschatte oplosbaarheid van C in austeniet,%	0,2	0,5	0,8	1,3	2,14

Kenmerken van het onderwijs

Austeniet is een structuur die wordt gevormd tijdens het proces van staalverwarming. Wanneer de kritische temperatuur is bereikt, vormen perliet en ferriet een integrale stof.

Verwarmingsopties:

1. Uniform, om de gewenste waarde, korte blootstelling, koeling te bereiken. Afhankelijk van de eigenschappen van de legering, kan austeniet ofwel volledig gevormd of gedeeltelijk zijn.
2. Langzame temperatuurstijging, een lange periode van handhaving van het bereikte niveau van warmte om zuiver austeniet te verkrijgen.

Eigenschappen van het resulterende verwarmde materiaal, evenals die welke zullen optreden als gevolg van afkoeling. Veel hangt af van het behaalde niveau van warmte. Het is belangrijk om oververhitting of perepal te voorkomen.

Microstructuur en eigenschappen

Elk van de fasen kenmerkend voor ijzer-koolstoflegeringen, eigen aan hun eigen structuur van roosters en granen. De structuur van austeniet is lamellair en heeft vormen die dicht bij zowel naaldvormig als schilferachtig zijn. Wanneer koolstof volledig is opgelost in γ-ijzer, hebben de korrels een lichte vorm zonder de aanwezigheid van donkere cementietinsluitsels.

De hardheid is 170-220 HB. Thermische geleidbaarheid en elektrische geleidbaarheid is veel lager dan die van ferriet. Magnetische eigenschappen zijn afwezig.

Koeling opties en snelheden leiden totde vorming van verschillende modificaties van de "koude" toestand: martensiet, bainiet, troostiet, sorbitol, perliet. Ze hebben een vergelijkbare naaldachtige structuur, maar ze onderscheiden zich door dispersie van deeltjes, korrelgrootte en cementietdeeltjes.

Effect van koeling op austeniet

Austenietontleding vindt plaats op dezelfde kritieke punten. De effectiviteit ervan hangt af van de volgende factoren:

1. Koeling rate Beïnvloedt de aard van koolstofinsluitsels, de vorming van korrels, de vorming van de uiteindelijke microstructuur en de eigenschappen ervan. Afhankelijk van het gebruikte medium als koeler.
2. De aanwezigheid van een isothermische component op een vanstadia van desintegratie - wanneer verlaagd tot een bepaald temperatuurniveau, wordt stabiele warmte gehandhaafd gedurende een bepaalde tijdsperiode, waarna snel afkoelen doorgaat, of het gebeurt samen met een verwarmingsinrichting (oven).

Aldus worden continue en isotherme transformaties van austeniet geïsoleerd.

Kenmerken van de aard van transformaties. tabel

C-vormige grafiek die het karakter weergeeftveranderingen in de microstructuur van het metaal in het tijdsinterval, afhankelijk van de mate van temperatuurverandering - dit is het diagram van austeniettransformatie. Echte koeling continu. Slechts enkele fasen van gedwongen warmteopslag zijn mogelijk. De grafiek beschrijft isotherme omstandigheden.

De aard kan diffusie- en diffusieloos zijn.

Bij standaard snelheidsreductiesnelhedende verandering van austenitische korrel vindt diffuus plaats. In de zone van thermodynamische instabiliteit beginnen atomen tussen zichzelf te bewegen. Degenen die geen tijd hebben om in het ijzeren rooster te infiltreren, vormen cementietinsluitsels. Ze worden verbonden door naburige koolstofdeeltjes, bevrijd van hun kristallen. Cement wordt gevormd aan de grenzen van de rottende granen. Gezuiverde ferrietkristallen vormen de respectievelijke platen. Een gedispergeerde structuur wordt gevormd - een mengsel van korrels, waarvan de grootte en concentratie afhangen van de snelheid van afkoeling en het koolstofgehalte in de legering. Perliet en de tussenfasen ervan worden ook gevormd: sorbitol, troostiet, bainiet.

Met aanzienlijke snelheden om de temperaturen te verlagenAusteniet-ontleding heeft geen diffusiekarakter. Complexe vervormingen van kristallen treden op, waarbinnen alle atomen tegelijkertijd in een vlak bewegen zonder de locatie te veranderen. Het gebrek aan diffusie draagt ​​bij aan de nucleatie van martensiet.

Invloed van verharding op de kenmerken van austenitische decompositie. martensiet

Verharden is een soort hittebehandeling, waarvan de essentie de snelle verhitting tot hoge temperaturen boven kritische punten Ac is₃ en Ac_m, gevolgd door snel afkoelen. Als de temperatuur afneemt met behulp van water met een snelheid van meer dan 200 ° C per seconde, wordt een vaste naaldfase gevormd, die martensiet wordt genoemd.

Het is een oververzadigde vaste oplossing.penetratie van koolstof in ijzer met een rooster van type α. Vanwege krachtige atomaire verplaatsingen is het vervormd en vormt het een tetragonaal rooster, wat de oorzaak is van uitharding. De gevormde structuur heeft een groter volume. Dientengevolge worden de kristallen die door het vlak worden begrensd samengedrukt, worden naaldplaten gegenereerd.

Martensiet is duurzaam en erg hard (700-750 HB). Het wordt uitsluitend gevormd als gevolg van hogesnelheidharding.

Temperen. Diffusiestructuren

Austenite is een formatie waaruitbainiet, troostiet, sorbitol en perliet moeten kunstmatig worden geproduceerd. Als afschrikkoeling plaatsvindt bij lagere snelheden, worden diffusietransformaties uitgevoerd, hun mechanisme is hierboven beschreven.

Troostitis is een perliet, wat karakteristiek ishoge dispersiegraad. Gevormd bij het verminderen van warmte 100˚S per seconde. Een groot aantal fijne korrels ferriet en cementiet worden door het hele vlak verdeeld. "Gehard" is kenmerkend voor lamellaire cementvorm en troostitis, verkregen als gevolg van daaropvolgende ontlaatbehandeling, heeft een korrelige visualisatie. Hardheid - 600-650 HB.

Beynit is een tussenfase die dat wel iseen meer verspreid mengsel van kristallen van ferriet en cementiet met een hoog koolstofgehalte. Door mechanische en technologische eigenschappen is inferieur aan martensiet, maar overtreft troostite. Het wordt gevormd in temperatuurintervallen wanneer diffusie onmogelijk is, en de kracht van compressie en verplaatsing van de kristalstructuur is niet voldoende om martensitisch te worden.

Sorbitol is een grove naaldachtige variëteit van perlietfasen tijdens afkoelen met een snelheid van 10 ° C per seconde. Mechanische eigenschappen zijn intermediair tussen perliet en troostiet.

Perlite is een verzameling korrels ferriet en cementiet, die korrelig of plaatvormig kunnen zijn. Gevormd als een resultaat van een vlotte ontleding van austeniet met een koelsnelheid van 1 ° C per seconde.

Beitiet en troostiet zijn relevanter voor dovende structuren, terwijl sorbitol en perliet ook kunnen worden gevormd tijdens ontlaten, gloeien en normaliseren, waarvan de kenmerken de vorm van granen en hun grootte bepalen.

Invloed van annealing op kenmerken van austeniet-ontleding

Bijna alle soorten gloeien en normaliserengebaseerd op de reciproque transformatie van austeniet. Volledig en onvolledig gloeien wordt toegepast op hypo-eutoïde staalsoorten. Details worden verwarmd in een oven boven de kritische punten Ac₃ en As₁ respectievelijk. Het eerste type wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van een lange blootstellingsperiode, die een volledige transformatie biedt: ferriet-austeniet en perliet-austeniet. Dan volgt een langzame afkoeling van de uitgangsvellen in de oven. Bij de uitgang wordt een fijn mengsel van ferriet en perliet verkregen, zonder interne spanningen, plastic en sterk. Onvolledig gloeien is minder energie-intensief, het verandert alleen de structuur van perliet, waardoor ferriet bijna ongewijzigd blijft. Normalisatie betekent een hogere mate van temperatuurverlaging, maar een meer grofkorrelige en minder plastische structuur aan de uitgang. Voor staallegeringen met een koolstofgehalte van 0,8 tot 1,3%, vindt bij afkoeling als onderdeel van de normalisatie ontleding in de richting plaats: austeniet-perliet en austeniet-cementiet.

Een ander type warmtebehandeling datgebaseerd op structurele transformaties, is homogenisatie. Het is toepasbaar voor grote delen. Het impliceert de absolute realisatie van austenitische grofkorrelige toestand bij temperaturen van 1000-1200 ° C en veroudering in de oven gedurende een periode van maximaal 15 uur. Isotherme processen gaan door met langzame afkoeling, wat bijdraagt ​​aan de uitlijning van metaalstructuren.

Isothermisch gloeien

Elk van de vermelde manieren om te beïnvloedenmetaal voor het gemak van begrip wordt beschouwd als isotherme transformatie van austeniet. Elk van hen heeft echter alleen specifieke kenmerken in een bepaald stadium. In werkelijkheid treden veranderingen op met een gestage afname van de warmte, waarvan de snelheid het resultaat bepaalt.

Een van de methoden die het dichtst bij het ideaal ligtvoorwaarden - isothermisch gloeien. De essentie bestaat ook uit verwarming en veroudering tot de volledige desintegratie van alle structuren in austeniet. Koeling wordt in verschillende stadia geïmplementeerd, wat bijdraagt ​​aan zijn langzamere, langere en meer thermisch stabiele verval.

1. De snelle temperatuurdaling tot een waarde van 100 ° C onder het punt Ac₁.
2. Gedwongen vasthouden van de bereikte waarde (plaatsing in de oven) gedurende een lange tijd totdat de vorming van ferritisch-perlitische fasen voltooid is
3. Koelen in de kalme lucht.

De methode is toepasbaar op gelegeerde staalsoorten, die worden gekenmerkt door de aanwezigheid van restausteniet in gekoelde toestand.

Residu austeniet en austenitisch staal

Onvolledige decompositie is soms mogelijk wanneer restausteniet optreedt. Dit kan in de volgende situaties gebeuren:

1. Te snel afkoelen als het volledige verval niet optreedt. Het is een structureel bestanddeel van bainiet of martensiet.
2. Koolstofarm of laaggelegeerd staal,waarvoor de processen van austenitische dispersietransformaties gecompliceerd zijn. Het vereist het gebruik van speciale hittebehandelingsmethoden, zoals homogenisatie of isotherme uitgloeiing.

Voor hooggelegeerde - geen processenbeschreven transformaties. Het legeren van staal met nikkel, mangaan en chroom draagt ​​bij tot de vorming van austeniet als de belangrijkste vaste structuur, die geen aanvullende effecten vereist. Austenitische staalsoorten worden gekenmerkt door hoge sterkte, corrosieweerstand en hittebestendigheid, hittebestendigheid en weerstand tegen moeilijke agressieve werkomstandigheden.

Austeniet is een structuur zonder welkeHet is onmogelijk om staal op hoge temperatuur te verhitten en dat bij bijna alle warmtebehandelingsmethoden is betrokken met het doel de mechanische en technologische eigenschappen te verbeteren.

</ p>>