ステンレス鋼密度表：総合ガイド
プロジェクトで使用するステンレス鋼の正確 な重量を計算するのに苦労したことはないだろ うか。ステンレス鋼種ごとに異なる密度を理解することは非常に重要です。この記事では、ステンレス鋼の...
その構造が鋼鉄の特性を一変させるほど万能な金属を想像してみてほしい。独特の面心立方構造を持つオーステナイトは、冶金学において重要な役割を果たしている。この記事では、オーステナイトの形成、特性、および応用について掘り下げ、その挙動が靭性から耐食性まで、あらゆるものにどのような影響を及ぼすかを説明する。加熱温度、合金元素、元の組織がオーステナイトの形成と成長にどのような影響を与えるかを発見し、さまざまな産業用途に鋼を最適化するための洞察を得てください。この魅力的な冶金相に隠された秘密を解き明かしましょう。
英語名： オースチナイト。名前の由来は、イギリスの冶金学者、ウィリアム・チャンドラー・ロバーツ・オーステン。
レターコード A、γ。
定義 γ-Fe中の炭素と様々な化学元素によって形成される固溶体。
特徴
オーステナイト(γ-Fe)は面心立方構造で、最大ボイドは0.51×10-8cmと炭素原子半径よりわずかに小さいため、炭素溶解能力はα-Feより大きい。
1148 ℃で最大溶存量となった。 炭素含有量 のγ-Feは2.11%である。
温度の低下とともに、溶存炭素量は徐々に減少する。
727℃では、溶存炭素量は0.77%である。
面心立方構造
(1) 低収量 強度と硬度
(2) 高い塑性と靭性
(3) 高い熱強度
(1) 比容積が小さく、物理的性能に優れる
(2) 熱伝導性が悪い
(3) 線膨張係数が大きい
(4) 常磁性
(a）常磁性 （b）強磁性
微小領域における原子磁気モーメントの自発的配列。
(1) 変形成形の応用性能
(2) オーステナイト系ステンレス鋼の耐食性
(3) 拡張器具の敏感な要素
オーステナイト形成の熱力学的条件： 過冷却または過熱Tがある。
オーステナイトの核生成は拡散型の相変態である。
核生成は、フェライトとセメンタイト、パーライトとオーステナイトの界面に形成される。
これらの界面は、核生成エネルギー、構造、濃度の3つの揺らぎ条件を満たしやすい。
高温でオーステナイト相領域まで加熱されると、炭素原子は急速に拡散し、鉄原子と置換原子は完全に拡散することができ、界面拡散とボディ保護の両方を行うことができます。
したがって、オーステナイトの形成は拡散型の相変態である。
フェライトが消失した後、t1温度で保持または加熱すると、炭素がオーステナイト中に拡散し続けるため、残留セメンタイトがオーステナイト中に連続的に溶解する。
セメンタイトが完全にオーステナイトに分離した直後は、オーステナイト中の炭素濃度はまだ不均一である。
長時間の保温または連続加熱を行い、炭素原子が完全に拡散し続けた後に初めて、均一な組成のオーステナイトが得られる。
注： 様々な鋼のオーステナイト核生成プロセスには若干の違いがある。
オーステナイト生成の基本プロセスに加え、低共析鋼、高共析鋼、超共析鋼のオーステナイト化プロセスには、前共析相の溶解と合金炭化物の溶解がある。 合金鋼.
元のオーステナイト粒の大きさは、金属材料の機械的特性と技術的特性に大きな影響を与える。
蒸留水50ml、ピクリン酸2～3g、洗剤1～2滴。
調製した試薬を約60℃に加熱し、試料を10～15分間浸漬する。
この時、サンプルの表面は黒くなっている。
試料表面の黒い膜を取り出し、脱脂綿で灰色になるまで拭き取り、乾燥させて観察する。
腐食が浅い場合は、そのまま腐食を継続し、腐食が深い場合は、軽く研磨する。
注：元のオーステナイト粒界を表示することが困難な一部の試料については、浸食研磨、再浸食、再研磨を数回繰り返す必要がある。
浸食と研磨の時間は、満足のいく結果が得られるまでの各時間よりも短い。
元のオーステナイトの粒界 40Cr 急冷状態
加熱温度の上昇に伴い、原子の拡散速度が急速に加速され、オーステナイト化速度の上昇と成形時間の短縮につながる。
加熱速度が速いほど、インキュベーション期間は短くなる。この結果、オーステナイト変態開始温度と変態終了温度も上昇する。さらに、変態が完了するまでの時間も短縮される。
コバルトとニッケルはオーステナイト化過程を速める効果があり、クロム、モリブデン、バナジウムはオーステナイト化過程を遅らせる効果がある。一方、ケイ素、アルミニウム、マンガンは、オーステナイトのベイナイト化プロセスに影響を与えない。 合金元素.
合金元素の拡散速度は炭素のそれに比べてはるかに遅いことは注目に値する。その結果、合金鋼の熱処理の加熱温度は通常より高くなり、保持時間も長くなる。
元の組織のセメンタイトが薄片状である場合、オーステナイトの生成速度は速くなる。さらに、セメンタイト粒子の間隔が狭いほど、変態速度は速くなる。
元のオーステナイト結晶粒は炭素濃度勾配も大きく、その結果、結晶粒の成長速度が速くなる。
さらに、球状化焼鈍された粒状パーライトは、相界面が少なく、オーステナイト化プロセスが最も速い。
ある炭素含有量の範囲内では、オーステナイト中の炭素含有量の増加は粒成長傾向の増加につながる。しかし、炭素含有量があるレベルを超えると、オーステナイト粒の成長が妨げられる。
などの要素が加わる。 チタンバナジウム、ニオブ、ジルコニウム、およびア ルミニウムを鋼に添加すると、細粒鋼が製造され る可能性がある。これは炭化物、酸化物、窒化物が粒界に沿って分散し、粒成長を阻害するためである。一方、マンガンやリンは粒成長を促進する効果がある。
強い炭化物を形成する元素は、オーステナイト中に分散するとオーステナイト粒の成長を妨げる。一方、ケイ素や窒素のような炭化物を形成しない元素は、オーステナイト粒の成長にほとんど影響を与えない。
オーステナイト結晶粒の成長は、加熱温度系における原子拡散と密接な関係がある。その結果、温度が高いほど、あるいは特定の温度での保持時間が長いほど、オーステナイト粒は粗くなる。
加熱速度が速いほど過熱度が高くなり、オーステナイトの実際の生成温度が高くなる。その結果、核生成速度が成長速度よりも大きくなり、オーステナイト粒子が微細化する。
製造工程では、超微細粒組織を得るために、急速加熱と短期間の熱保存がしばしば採用される。
一般的に、鋼の元の組織が微細であればあるほど、炭化物の分散が大きくなり、オーステナイトの結晶粒組織が微細になる。
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