Stellen Sie sich ein Metall vor, das so vielseitig ist, dass seine Struktur die Eigenschaften von Stahl verändern kann. Austenit mit seiner einzigartigen kubisch-flächenzentrierten Struktur spielt in der Metallurgie eine entscheidende Rolle. Dieser Artikel befasst sich mit der Bildung, den Eigenschaften und den Anwendungen von Austenit und erklärt, wie sich sein Verhalten auf alles von der Zähigkeit bis zur Korrosionsbeständigkeit auswirkt. Entdecken Sie, wie Erhitzungstemperaturen, Legierungselemente und ursprüngliches Gewebe die Bildung und das Wachstum von Austenit beeinflussen, und erhalten Sie Einblicke in die Optimierung von Stahl für verschiedene industrielle Anwendungen. Kommen Sie zu uns, um die Geheimnisse dieser faszinierenden metallurgischen Phase zu lüften.
Englischer Name: Austinit; der Name stammt von: William Chandler Roberts-Austen, einem britischen Metallurgen
Buchstaben-Code: A, γ.
Definition: Mischkristall, der sich aus Kohlenstoff und verschiedenen chemischen Elementen in γ-Fe bildet.
Merkmale:
Austenit (γ-Fe) hat eine kubisch flächenzentrierte Struktur mit einem maximalen Hohlraum von 0,51 × 10-8cm, etwas kleiner als der Radius des Kohlenstoffatoms, so dass seine Fähigkeit, Kohlenstoff zu lösen, größer ist als die von α-Fe.
Bei 1148 ℃ lag das Maximum der gelösten Kohlenstoffgehalt von γ-Fe ist 2.11%.
Mit sinkender Temperatur nimmt die Kapazität des gelösten Kohlenstoffs allmählich ab.
Bei 727 ℃ beträgt der Gehalt an gelöstem Kohlenstoff 0,77%.
Flächenzentrierte kubische Struktur
(1) Geringer Ertrag Festigkeit und Härte
(2) Hohe Plastizität und Zähigkeit
(3) Hohe thermische Festigkeit
(1) Kleines spezifisches Volumen, physische Leistung
(2) Schlechte Wärmeleitfähigkeit
(3) Großer linearer Ausdehnungskoeffizient
(4) Paramagnetismus
(a) Paramagnetismus; (b) Ferromagnetismus
Spontane Anordnung der magnetischen Momente von Atomen in einem kleinen Bereich.
(1) Anwendungsleistung der Verformungsumformung
(2) Korrosionsbeständigkeit von austenitischem rostfreiem Stahl
(3) Empfindliches Element des Erweiterungsinstruments
Thermodynamische Bedingungen für die Bildung von Austenit: eine Unterkühlung oder Überhitzung T vorliegt.
Die Keimbildung von Austenit ist eine Phasenumwandlung durch Diffusion.
Die Keimbildung kann an der Schnittstelle zwischen Ferrit und Zementit, Perlit und Austenit erfolgen.
Diese Grenzflächen erfüllen leicht die drei Fluktuationsbedingungen für Keimbildungsenergie, Struktur und Konzentration.
Beim Erhitzen auf die Austenit-Phase, bei hoher Temperatur, Kohlenstoff-Atome diffundieren schnell, Eisen-Atome und Ersatz-Atome können vollständig diffundieren, sowohl Schnittstelle Diffusion und Körper Schutz durchgeführt werden kann.
Daher ist die Bildung von Austenit eine Phasenumwandlung vom Typ Diffusion.
Wenn der Ferrit auf der Temperatur t1 gehalten oder erwärmt wird, löst sich der Restzementit nach dem Verschwinden des Ferrits kontinuierlich in den Austenit auf, da der Kohlenstoff weiterhin in den Austenit diffundiert.
Wenn der Zementit gerade vollständig in Austenit umgewandelt wurde, ist die Kohlenstoffkonzentration im Austenit noch ungleichmäßig.
Erst nach langer Wärmeerhaltung oder kontinuierlicher Erwärmung, bei der die Kohlenstoffatome weiterhin vollständig diffundieren, kann der Austenit mit einheitlicher Zusammensetzung erhalten werden.
Anmerkung: Es gibt einige Unterschiede im Prozess der Austenitkeimbildung bei verschiedenen Stählen.
Neben dem grundlegenden Prozess der Austenitbildung gibt es auch die Auflösung der voreutektoiden Phase und die Auflösung von Legierungskarbid im Austenitisierungsprozess von untereutektoiden Stählen, übereutektoiden Stählen und legierter Stahl.
Die Größe des ursprünglichen Austenitkorns hat einen großen Einfluss auf die mechanischen und technologischen Eigenschaften von Metallwerkstoffen.
50 ml destilliertes Wasser, 2-3 g Pikrinsäure und 1-2 Tropfen Spülmittel.
Erhitzen Sie das vorbereitete Reagenz auf etwa 60 °C, und setzen Sie die Probe dann 10-15 Minuten lang der Erosion aus.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Oberfläche der Probe schwarz geworden.
Wischen Sie den schwarzen Film auf der Oberfläche der Probe mit entfettender Baumwolle ab, bis er grau ist, und trocknen Sie ihn zur Beobachtung.
Ist die Korrosion zu oberflächlich, kann die Korrosion fortgesetzt werden; ist sie zu tief, muss sie vorsichtig poliert werden.
Hinweis: Bei einigen Proben, deren ursprüngliche Austenitkorngrenzen nur schwer zu erkennen sind, sind Erosionspolieren, erneutes Erodieren und erneutes Polieren erforderlich, die mehrmals wiederholt werden müssen.
Die Zeit des Erodierens und Polierens ist kürzer als die jeweilige Zeit bis zur Befriedigung.
Korngrenze von ursprünglichem Austenit in 40Cr abgeschreckter Zustand
Mit zunehmender Erwärmungstemperatur beschleunigt sich die Diffusionsgeschwindigkeit der Atome rapide, was zu einer Erhöhung der Austenitisierungsgeschwindigkeit und einer Verkürzung der Umformzeit führt.
Je schneller die Aufheizgeschwindigkeit, desto kürzer ist die Inkubationszeit. Dies führt auch zu einer Erhöhung der Temperatur, bei der die Umwandlung von Austenit beginnt, und der Temperatur, bei der die Umwandlung endet. Außerdem verkürzt sich die Zeit, die bis zum Abschluss der Umwandlung benötigt wird.
Kobalt und Nickel beschleunigen den Austenitisierungsprozess, während Chrom, Molybdän und Vanadium ihn verlangsamen. Andererseits haben Silizium, Aluminium und Mangan keinen Einfluss auf den Bainisierungsprozess von Austenit. Legierungselemente.
Es ist erwähnenswert, dass die Diffusionsgeschwindigkeit von legierten Elementen im Vergleich zu der von Kohlenstoff viel langsamer ist. Folglich ist die Erwärmungstemperatur für die Wärmebehandlung von legiertem Stahl in der Regel höher und die Haltezeit länger.
Wenn der Zementit im ursprünglichen Gefüge in Flockenform vorliegt, ist die Geschwindigkeit der Austenitbildung höher. Außerdem ist die Umwandlungsgeschwindigkeit umso höher, je kleiner der Abstand zwischen den Zementitpartikeln ist.
Das ursprüngliche Austenitkorn weist auch ein größeres Kohlenstoffkonzentrationsgefälle auf, was zu einer schnelleren Wachstumsrate des Korns führt.
Außerdem weist kugelförmig geglühter körniger Perlit weniger Phasengrenzflächen auf, wodurch der Austenitisierungsprozess am schnellsten von allen verläuft.
Innerhalb eines bestimmten Bereichs des Kohlenstoffgehalts führt eine Erhöhung des Kohlenstoffgehalts im Austenit zu einer Zunahme der Kornwachstumstendenz. Übersteigt der Kohlenstoffgehalt jedoch ein bestimmtes Niveau, wird das Wachstum der Austenitkörner behindert.
② Der Zusatz von Elementen wie TitanDie Zugabe von Vanadium, Niob, Zirkonium und Aluminium zu Stahl kann zur Herstellung von feinkörnigem Stahl führen. Dies liegt daran, dass Karbide, Oxide und Nitride entlang der Korngrenzen verteilt sind, was das Kornwachstum hemmen kann. Andererseits fördern Mangan und Phosphor das Kornwachstum.
Elemente, die starke Karbide bilden, können, wenn sie in Austenit dispergiert sind, das Wachstum von Austenitkörnern behindern. Andererseits haben nicht-karbidbildende Elemente wie Silizium und Stickstoff kaum Auswirkungen auf das Wachstum von Austenitkörnern.
Das Wachstum des Austenitkorns ist eng mit der Atomdiffusion im Heiztemperatursystem verbunden. Je höher die Temperatur oder je länger die Haltezeit bei einer bestimmten Temperatur ist, desto gröber wird das Austenitkorn.
Je schneller die Aufheizgeschwindigkeit, desto höher die Überhitzung und desto höher die tatsächliche Bildungstemperatur des Austenits. Dies führt zu einem Anstieg der Keimbildungsrate, die größer ist als die Wachstumsrate und das Austenitkorn feiner werden lässt.
Bei der Herstellung werden häufig eine schnelle Erhitzung und eine kurzzeitige Wärmeerhaltung eingesetzt, um ultrafeine Kornstrukturen zu erhalten.
Generell gilt: Je feiner das ursprüngliche Gefüge des Stahls, desto größer ist die Dispersion der Karbide, was zu einer feineren Kornstruktur des Austenits führt.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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