Austenita - Què és això?

El tractament tèrmic de l'acer - és un mecanisme poderós per influir en la seva estructura i propietats. Es basa en modificacions de la xarxa cristal·lina com una funció de la temperatura del joc. Les diverses condicions d'aliatge de ferro-carboni poden ser de ferrita present, perlita, cementita i austenita. L'últim juga un paper important en totes les transformacions tèrmiques en l'acer.

definició

Steel - un aliatge de ferro i carboni, en què el contingut de carboni és de fins a 2,14% de la teoria, però és tecnològicament comprèn aplicables en una quantitat de no més d'1,3%. Per tant, totes les estructures que es formen en el mateix en virtut d'influències externes, són també variants d'aliatges.

La teoria és la seva existència en 4 variacions: solució sòlida de penetració, una solució sòlida d'una excepció, una barreja mecànica o grans compostos químics.

Austenita - una solució penetració granetsentricheskuyu àtom de carboni sòlid en una xarxa cristal·lina cúbica de ferro, referit com γ. àtom de carboni s'introdueix en la cavitat d'enreixat γ-ferro. Les seves dimensions excedeixen aquests porus entre àtoms de Fe, el que explica el limitat passant-los a través de la "paret" de l'estructura de base. Format durant temperatura de transformació de ferrita i perlita mitjançant l'augment dels 727 de calor anteriorment.

El diagrama d'aliatges de ferro-carboni

Graph anomenat diagrama de fases del ferro-cementita construït per l'experimentació, és una clara demostració de totes les possibles variants de transformacions en acers i ferros fosos. Valors específics per a una temperatura donada la quantitat de carboni en l'aliatge formen un punt crític en què hi ha canvis estructurals importants en els processos d'escalfament o de refredament, que també formen una línia crítica.

línia de GSE que conté punt i Ac ₃ Ac _m, mostra el nivell de solubilitat de carboni amb l'augment dels nivells de calor.

Característiques educatius

Austenita - una estructura que es forma durant l'escalfament d'acer. Quan la temperatura crítica per formar perlita i el material integral de ferrita.

variacions de calefacció:

1. Uniforme, fins a assolir el valor desitjat, un breu extracte de refrigeració. Depenent de les característiques de l'aliatge, l'austenita es pot formar com un totalment o parcialment.
2. El lent augment de la temperatura, un llarg període de mantenir el nivell assolit de calor per formar una austenita pura.

Les propietats del material escalfat, així com la que es produiria com a resultat d'un refredament. Molt depèn del nivell assolit per la calor. És important evitar el sobreescalfament o perepal.

Microestructura i les propietats

Cadascuna de les fases, típics d'aliatges de ferro-carboni, tendeixen a posseir l'estructura de matrius i grans. estructura d'austenita - placa que té una forma pròxima a l'agulla-com i ment, i escamosa. Quan es dissol completament de carboni en els grans γ-ferro tenir una forma sense una llum inclusions de cementita foscos.

La duresa de 170-220 HB. conductivitat tèrmica i elèctrica és menor que la de ferrita. propietats magnètiques no estan disponibles.

Variants i velocitat de refredament condueix a la formació de diferents versions de l'estat "fred": martensita, bainita, troostita, sorbitol, perlita. Tenen estructura en forma d'agulla, però la dispersió de partícules diferent, la mida de gra i la partícula cementita.

Influència de l'austenita de refrigeració

descomposició de l'austenita es produeix en els mateixos punts crítics. La seva eficàcia depèn dels següents factors:

1. La velocitat de refredament. Afecta la naturalesa de les impureses de carboni, la formació de grans, la formació de la microestructura final i les seves propietats. Depèn del medi ambient, que s'utilitza com a refrigerant.
2. Disponibilitat component isotèrmica en una de les etapes de descomposició - baixa a un determinat nivell de temperatura, la calor es manté estable durant un cert temps, després de la qual cosa es continua el refredament ràpid, o si es produeix en conjunció amb un aparell d'escalfament (forn).

Per tant, aïllada i contínua isotèrmica transformació de l'austenita.

Característiques de les transformacions de caràcter. gràfic

aquest diagrama transformació austenita - gràfic que mostra el patró de canvi de la microestructura de metall en l'interval de temps en funció del canvi de temperatura en forma de C. El refredament real de forma contínua. Només hi ha certes fases forçats retenció de calor. El gràfic descriu les condicions isotèrmiques.

El caràcter pot ser difusa i sense difusió.

En canvi de velocitat estàndard reduir la calor grans d'austenita es produeix la difusió. Els àtoms de zona inestabilitat termodinàmica comencen a moure junts. Els que no aconsegueixen penetrar a la gelosia de ferro, formen inclusions de cementita. A ells se sumen les partícules veïnes de carboni, alliberats dels seus cristalls. Cementita es forma en els límits dels grans de desintegració. vidres purificats constitueixen respectiva placa de ferrita. estructura dispersa és format - barreja de grans, la mida i la concentració dels quals depèn de la rapidesa de refredament i el contingut de carboni en l'aliatge. Format com perlita i les seves fases intermèdies: sorbitol, troostita, bainita.

Amb la temperatura de reducció de velocitat significativa descomposició de l'austenita no ho fa la naturalesa difusiva. distorsió de vidre complexos que tenen lloc dins de la qual tots els àtoms es mouen simultàniament en un pla sense canviar d'ubicació. La manca de difusió contribueix a l'aparició de martensita.

L'efecte de refredament a les característiques de descomposició d'austenita. martensita

Enduriment - un tipus de tractament tèrmic, que consisteix essencialment en un escalfament ràpid fins a altes temperatures per sobre del punt crític i el Ac ₃ Ac _m, seguit d'un refredament ràpid. Si el descens de la temperatura es porta a terme amb aigua a una velocitat de més de 200 ° C per segon, i després una fase sòlida que té acicular nom martensita.

És una solució sòlida supersaturada de carboni en ferro penetració gelosia tipus de vidre amb α. A causa de les potents àtoms de moviments està distorsionada i forma una xarxa tetragonal que serveix causa enduriment. L'estructura formada té un volum més gran. Els vidres resultants es delimitades plaques nucleada aciculars avió comprimit.

Martensita - resistent i molt dur (700-750 HB). Formada exclusivament com a resultat del refredament d'alta velocitat.

El temperat. estructura de difusió

Austenita - és la formació que pot ser produïda artificialment bainita, troostita, sorbitol, i perlita. Si es produeix el refredament de tremp per a velocitats més baixes, la conversió duta a terme la difusió, el seu mecanisme descrit anteriorment.

Troost - és perlita, que es caracteritza per un alt grau de dispersió. Format a 100 ° C disminució en la calor del moment. Un gran nombre de grans fins de ferrita i cementita es distribueix a tot el pla. "Endurit" forma de placa cementita peculiar i troostita resultant de revingut, té una visualització granular. Duresa - HB 600-650.

Bainita - una fase intermèdia, que és una encara més cristalls de barreja d'alta dispersa de ferrita i cementita. D'acord amb les propietats mecàniques i tecnològiques inferiors a martensita, però troostita supera. Format dins el rang de temperatura on la difusió és impossible i la força de compressió i moure l'estructura cristal·lina per convertir a martensita - insuficient.

Sorbitol - la varietat acicular fases perlítics gruixudes a una velocitat de 10 ° C per segon refredament. propietats dels treballs mecànics són intermedis entre troostita i perlita.

Perlite - una pluralitat de grans de ferrita i cementita, que poden ser de grava ciment, o forma de placa. Formats com a resultat de la suau descomposició de l'austenita en una refrigeració 1S taxa per segon.

Beit troostita i - es refereixen a unes estructures de refredament ràpid, mentre sorbitol i perlita es poden formar i característiques revingut, recuit i la normalització que defineixen la forma i la mida dels grans.

Efecte de recuit en la descomposició de l'austenita en particular

Gairebé tots els tipus de recuit i la normalització sobre la base de l'transformació recíproca d'austenita. recuit complet i de temps parcial s'utilitza per doevtektoidnyh acers. Detalls van escalfar en un forn per sobre dels punts crítics _de CA ₁ i CA _3, respectivament. Per al primer tipus es caracteritza per un període d'exposició perllongada, el que assegura la conversió completa: austenita-ferrita-austenita i perlita. Seguit de palanquillas de refredament lent al forn. A la sortida donar fina barreja de ferrita i perlita, sense tensions internes i sòlid plàstic. recuit tou menys intensiu en energia, només canvia l'estructura de perlita, ferrita deixant pràcticament sense canvis. La normalització implica una major taxa de disminució de la temperatura, però, més plàstic i menys estructura gruixuda a la sortida. Per aliatge d'acer amb un contingut de carboni de 0,8 a 1,3% quan es refreda en el decaïment normalització es produeix cap: austenita, perlita, austenita-cementita.

Un altre tipus de tractament de calor que es basa en les transformacions estructurals, és homogeneïtzació. És aplicable a peces de grans dimensions. Implica absoluta aconseguir estat gruix austenític a temperatures 1000-1200˚S i la resistència en un forn en un període de fins a 15 hores. processos isotèrmics continuen refredament lent, la qual cosa contribueix a la igualació de les estructures metàl·liques.

recuit isotèrmic

Cadascun d'aquests mètodes per influir el metall per a la facilitació de la comprensió consideren transformacions isotèrmica de l'austenita. No obstant això, cadascun d'ells només en una etapa particular té característiques. En realitat, els canvis es produeixen amb una disminució constant de calor, la velocitat de la qual determina el resultat.

Una manera en què està més a prop de les condicions ideals - recuit isotèrmic. La seva essència consisteix també en la calefacció i l'exposició al col·lapse complet de totes les estructures en l'austenita. El refredament es realitza en diverses fases, la qual cosa contribueix a un més lent, més prolongat i més estable tèrmicament de la seva decaïment.

1. El ràpid descens de la temperatura a un valor per sota de 100 ° C a Ac ₁ punt.
2. valor forçat retenció assolit (col·locat al forn) durant molt de temps fins a la finalització de la formació d'un fases ferrítica-perlítics.
3. Refrigeració amb aire en calma.

El mètode és aplicable per als acers d'aliatge, que es caracteritzen per la presència d'austenita residual en un estat refrigerat.

austenita residual i acers austenítics

De vegades és possible descomposició parcial, quan hi ha una austenita residual. Això pot ocórrer en les següents situacions:

1. refredament massa ràpid quan es produeix ruptura completa. És un component estructural de bainita o martensita.
2. acer al carboni d'alta o de baixa aliatge, per als quals es compliquen processos dispersen transformacions d'austenita. Es requereix l'ús de mètodes de tractament de calor especials, com ara, per exemple, homogeneïtzació o recuit isotèrmic.

Per high-- No procés es descriu per transformacions. L'aliatge d'acer amb níquel, manganès, crom afavoreix la formació d'austenita com la sòlida estructura primària que no requereix influències addicionals. Els acers austenítics tenen alta resistència, resistència a la corrosió i resistència a la calor, resistència a la calor i resistència a condicions de treball agressives difícils.

Austenita - és una estructura que no és possible sense la formació de cap escalfament a alta temperatura de l'acer i que està implicat en gairebé tots els seus mètodes de tractament tèrmic per millorar les propietats mecàniques i de processament.