Kas yra austenitas?

Plieno terminis apdorojimas yra pats galingiausiasjo struktūros ir savybių įtakos mechanizmas. Jis pagrįstas kristalų grotelių modifikacijomis priklausomai nuo temperatūros žaidimo. Įvairiomis sąlygomis geležies, anglies, perlito, cemento ir austenito gali būti geležies ir anglies lydinio. Pastarasis vaidina svarbų vaidmenį visose plieno šiluminėse transformacijose.

Apibrėžimas

Plienas yra geležies ir anglies lydinys, kuriameteoriškai anglies kiekis yra 2,14%, bet technologiškai taikomas yra ne daugiau kaip 1,3%. Atitinkamai visos struktūros, kurios jame susidaro išorės įtaka, taip pat yra lydinių įvairovė.

Ši teorija rodo jų egzistavimą keturiais variantais: kietu skverbimosi tirpalu, kietu atskyrimo tirpalu, mechaniniu grūdų mišiniu ar cheminiu junginiu.

Austenitas yra kietas skvarbumo tirpalasanglies atomas į veidą nukreiptą kubinę kristalinę geležies grotelę, vadinamą γ. Anglies atomas įvedamas į geležies γ grotelių ertmę. Jo matmenys viršija atitinkamas poras tarp Fe atomų, o tai paaiškina jų perėjimo per pagrindinės struktūros "sienas" apribojimus. Jis susidaro feritų ir perlito temperatūros transformacijos procesuose, kai šiluma viršija 727 ° C.

Geležies ir anglies lydinių diagrama

Grafas vadinamas būklės diagramaEksperimentu pagrįstas geležies cementitas yra aiškus visų galimų transformavimo į plieno ir ketaus variantų pavyzdys. Konkrečios temperatūros vertės tam tikram anglies kiekiui ledo formoje yra kritiniai taškai, kuriuose vyksta svarbūs struktūriniai pokyčiai šildymo ar aušinimo procesuose, jie taip pat sudaro kritines linijas.

GSE eilutė, kurioje yra "Ac points"₃ ir ak_m, rodomas anglies tirpumo lygis, kai padidėja šilumos lygis.

Austenito ir jo temperatūros anglies tirpumo lentelė
Temperatūra, ° C	900	850	727	900	1147
Pavyzdinis C tirpumas austenitui,%	0,2	0,5	0,8	1,3	2,14

Išsilavinimo ypatumai

Austenitas yra struktūra, kuri susidaro plieno šildymo metu. Kai pasiekiama kritinė temperatūra, perlitas ir feritas sudaro neatskiriamą medžiagą.

Šildymo parinktys:

1. Uniforma, kol norima verte, trumpa ekspozicija, vėsinimas. Priklausomai nuo lydinio savybių, austenitas gali būti visiškai suformuotas arba iš dalies suformuotas.
2. Lėtas temperatūros kilimas, ilgą laiką išlaikant pasiektą šilumos lygį, siekiant gauti gryno austenitą.

Atsirandančios šildomos medžiagos savybės, taip pat tai, kas atsiranda dėl aušinimo. Labai priklauso nuo pasiekto šilumos lygio. Svarbu ne perkaisti ar suskaidyti.

Mikrostruktūra ir savybės

Kiekvienas iš fazių, būdingų geležies-anglieslydiniai, būdinga struktūra grotelių ir grūdų. Austenito struktūra yra plokštės formos, kurios formos yra arti akiulio ir flokulianto. Visiškai ištirpus anglimi γ-geležyje, grūdai turi lengvą formą be tamsių cementitų inkliuzijų.

Kietumas yra 170-220 HB. Šilumos laidumas ir laidumas yra mažesnis už ferito kiekį. Magnetinės savybės nėra.

Aušinimo variantai ir jo greitis sukeliaįvairių "šaltos" būsenos modifikacijų formavimas: martensitas, bainitas, troostitas, sorbitolis, perlitas. Jie turi panašią akisinę struktūrą, tačiau jie skiriasi dalelių, grūdų dydžio ir cementito dalelių sklaidoje.

Austenito aušinimo poveikis

Austenito skilimas vyksta tomis pačiose kritinėse vietose. Jos efektyvumas priklauso nuo šių veiksnių:

1. Aušinimo greitis. Tai daro įtaką anglies inkliuzų pobūdžiui, grūdų susidarymui, galutinės mikrostruktūros susidarymui ir jo savybėms. Priklauso nuo terpės, kuri naudojama kaip aušinimo skystis.
2. Izoterminio komponento buvimas vienoje išskilimo etapai - pažeminama iki tam tikros temperatūros lygio, kad šiluma būtų išlaikytas stabilus per tam tikrą laiką, po kurio greito aušinimo tęsiamas, ar tai pasitaikytų, kartu su šildymo aparato (krosnies).

Taigi, izoliuojamos austinito pertvaros ir izoterminiai transformacijos.

Pertvarkos pobūdžio charakteristikos. Diagrama

C formos grafikas, rodantis simbolįmetalo mikrostruktūros pokyčiai laiko intervale, priklausomai nuo temperatūros pokyčio laipsnio, yra austenito transformacijos schema. Tikrasis aušinimas yra tęstinis. Galimi tik tam tikri priverstinio šilumos išlaikymo etapai. Diagrama apibūdina izotermines sąlygas.

Simbolis gali būti difuzinis ir difuzinis.

Įprastomis šilumos mažinimo normomisAustenitinių grūdų pasikeitimas vyksta difuziškai. Termodinaminės nestabilumo zonoje atai pradeda judėti tarpusavyje. Tie, kurie neturi laiko įsiskverbti į geležies groteles, sudaro cementinius įskilimus. Juos jungia gretimos anglies dalelės, išsiskiriančios iš jų kristalų. Cementitas suformuojamas ant nugriovusių grūdų ribų. Iš atitinkamų plokščių susidaro išgryninti ferito kristalai. Sudaryta disperguota struktūra - grūdų mišinys, kurio dydis ir koncentracija priklauso nuo aušinimo greičio ir anglies kiekio lydinyje. Taip pat susidaro perlitas ir jo tarpinės fazės: sorbitolis, troostitas, bainitas.

Esant dideliam temperatūros sumažėjimuiAustenito skilimas nėra difuzinis pobūdis. Svarstomi sudėtingi kristalų iškraipymai, per kuriuos visi vienetai vienodai keičiami plokštumoje nekeičiant jų buvimo vietos. Difuzijos nebuvimas prisideda prie martensito atsiradimo.

Užgesinimo poveikis austenito skilimo savybėms. Martensit

Kietėjimas yra tam tikras terminis apdorojimas, kurio esmė yra greitas kaitinimas iki aukštų temperatūrų virš kritinių taškų Ac₃ ir ak_m, po to greitai aušinamas. Jei temperatūra nukrinta su vandeniu didesniu kaip 200 ° C greičiu per sekundę, susidaro kietoji adatos fazė, vadinama martensitu.

Tai perpildytas kietas tirpalasanglies skverbimas į geležį su α tipo kristalų grotelėmis. Dėl galingų atomų poslinkių jis iškraipo ir formuoja tetragoninę grotelę, kuri yra kietėjimo priežastis. Suvyta konstrukcija turi didesnį tūrį. Kaip rezultatas, suspaudžiami plokštumos apribotos kristalai, generuojamos adatos panašios plokštės.

Martensitas - stiprus ir labai tvirtas (700-750 HB). Jis susidaro tik dėl greito sukietėjimo.

Grūdinimas Difuzijos struktūros

Austenit yra formacija, iš kuriosdirbtinai gaminamas bainitas, troostitas, sorbitolis ir perlis. Jei gesinimo aušinimas įvyksta mažesniais dažniais, atliekami difuzijos transformacijos, jų mechanizmas aprašytas aukščiau.

Troostitas yra perlitas, kuris būdingasdidelis dispersijos lygis. Sukuriamas šilumos sumažėjimas 100 ° C per sekundę. Visoje plokštumoje yra daug smulkių feritų ir cemento grūdų. "Rūsta" būdinga cemento plokštelei forma, o troostitas, gautas vėlesnio išleidimo metu, turi grūdėtąją vizualizaciją. Kietumas yra 600-650 HB.

Bainite yra tarpinis etapas, kuris rodovis dar išsiskyręs aukšto anglies ferito ir cemento kristalų mišinys. Dėl savo mechaninių ir technologinių savybių jis yra mažesnis už martensitą, bet viršija troostitą. Formuojamas temperatūros intervalais, kai difuzija neįmanoma, o kristalinės struktūros suspaudimo ir poslinkio jėgos transformacijos jėga į martensitinę struktūrą yra nepakankamos.

Sorbitolis yra didelio dydžio adatų formos perlito fazių įvairovė su aušinimu 10 ° C greičiu per sekundę. Mechaninės savybės užima tarpinę padėtį tarp perlito ir troostito.

"Perlite" - ferito ir cemento grūdų rinkinys, kuris gali būti granuliuotas arba plokštelinis. Sukurta dėl sklandaus austenito skilimo, kurio aušinimo greitis yra 1 ° C per sekundę.

"Beytite" ir "troostite" labiau susiję su grūstų struktūromis, o sorbitolis ir perlitas gali susidaryti net termiškai apdorojant, atkaitinant ir normalizuojant, kurio savybės lemia grūdų formą ir jų dydį.

Autentiškumo įtaka austenito skilimo savybėms

Beveik visi atkaitinimo ir normalizavimo tipairemiantis abipusiu austenito transformavimu. Priekeutekodiniams plienams taikomas visiškas ir nebaigtas atkaitinimas. Duomenys kaitinami krosnyje virš kritinių taškų Ac₃ ir ak₁ atitinkamai. Už pirmojo tipo yra būdingas ilgo veikimo laikotarpiui, kuris užtikrina užbaigtą konversiją: austenito-ferito-austenito ir perlito. Po to lėtai aušinami krosnyje esantys ruošiniai. Prie išėjimo, gaunat smulkius mišinys ferito ir perlito, be vidinių įtempimų ir plastiko kieta medžiaga. Minkštas atkaitinimo mažiau energijos, keičiasi tik perlito struktūrą, ferito paliekant iš esmės nepakitusios. Normalizuoti reiškia didesnį greitį temperatūros mažėjimas, Tačiau daugiau plastiko ir mažiau stambią struktūrą ties išleidimo anga. Plieno lydinio su anglies kiekį nuo 0,8 iki 1,3%, kai aušinamas normalizavimo irimo įvyksta link: austenito, perlito, austenito-cementito.

Kitas terminis apdorojimas, kurisremiantis struktūriniais pokyčiais, yra homogenizacija. Tai taikoma didelėms dalims. Tai reiškia, kad absoliutus austenitinės grubios būklės pasiekimas esant 1000-1200 ° C temperatūrai ir laikymas krosnyje iki 15 valandų. Izoterminiai procesai tęsiasi lėtu aušinimu, kuris palengvina metalinių konstrukcijų derinimą.

Izoterminis atkaitinimas

Kiekvienas išvardytų būdų įtakotiMetalas supaprastinimui suprantamas kaip isoterminis austenito transformavimas. Tačiau kiekvienas iš jų tik tam tikru etapu turi tam tikrų savybių. Tikrovėje pokyčiai atsiranda esant stabiliam šilumos mažėjimui, kurio greitis lemia rezultatą.

Vienas iš metodų, arčiausiai idealosąlygos, izoterminis atkaitinimas. Jo esmė taip pat yra šildymas ir senėjimas, kol visiškai suskaidomos visos struktūros į austenitą. Aušinimas realizuojamas keliais etapais, kuris prisideda prie lėtesnio, ilgesnio ir labiau šiluminio atsparumo.

1. Spartus temperatūros sumažėjimas iki 100 ° C žemiau taško AC₁.
2. Priverstinis išlaikytas pasiektas dydis (įkišamas į krosnį) ilgą laiką iki feritinių-perlito fazių susidarymo.
3. Aušinimas ramiu oru.

Šis metodas taip pat taikomas legiamiesiems plienams, kuriems būdingas likusio austenito kiekis atvėsintoje būsenoje.

Liekamas austenito ir austenitinio plieno

Kartais, kai lieka austenitas, gali būti neužbaigtas. Tai gali atsitikti tokiose situacijose:

1. Per didelis aušinimas, kai visiškai nesudaro. Tai struktūrinis bainito arba martensito komponentas.
2. Labai anglies arba mažai legiruoto plieno,kuriam sudėtingos austenitinių dispersinių transformacijų procesai. Reikia naudoti specialius terminio apdorojimo būdus, tokius kaip, pavyzdžiui, homogenizavimas ar izoterminis atkaitinimas.

Dėl labai legiruotų - jokių procesųapibūdintos transformacijos. Plieno lydymas su nikeliu, manganu ir chromu skatina austenito, kaip pagrindinės stabilios struktūros, susidarymą, kuris nereikalauja papildomų įtakų. Austenitiniai plienai išsiskiria dėl jų stiprumo, atsparumo korozijai ir atsparumo šilumai, atsparumo karščiui ir atsparumo sudėtingoms agresyvioms darbo sąlygoms.

Austenitas yra struktūra, kurios formavimas nėraKad būtų galima pagerinti mechanines ir technologines savybes, neįmanoma turėti aukšto temperatūros šildymo plieno ir praktiškai visus jo terminio apdorojimo būdus.

</ p>>