Bir metal düşünün ki yapısı çeliğin özelliklerini değiştirebilecek kadar çok yönlü olsun. Benzersiz yüz merkezli kübik yapısıyla östenit, metalürjide çok önemli bir rol oynar. Bu makale östenitin oluşumunu, özelliklerini ve uygulamalarını inceleyerek davranışının tokluktan korozyon direncine kadar her şeyi nasıl etkilediğini açıklamaktadır. Isıtma sıcaklıklarının, alaşım elementlerinin ve orijinal dokunun östenitin oluşumunu ve büyümesini nasıl etkilediğini keşfedin ve çeşitli endüstriyel uygulamalar için çeliğin optimize edilmesine yönelik içgörüler sağlayın. Bu büyüleyici metalurjik fazın ardındaki sırları çözmek için bize katılın.
İngilizce adı: austinite; adı şuradan gelir: William Chandler Roberts-Austen, İngiliz metalürjist
Harf kodu: A, γ.
Tanım: γ-Fe içinde karbon ve çeşitli kimyasal elementler tarafından oluşturulan katı çözelti.
Özellikler:
Östenit (γ-Fe), maksimum 0,51 × 10 boşluk ile yüz merkezli kübik bir yapıya sahiptir-8cm, karbon atomu yarıçapından biraz daha küçüktür, bu nedenle karbon çözme kapasitesi α-Fe'den daha büyüktür.
1148 ℃'de, maksimum çözünmüş karbon içeriği γ-Fe'nin değeri 2.11%'dir.
Sıcaklığın düşmesiyle birlikte çözünmüş karbon kapasitesi kademeli olarak azalır.
727 ℃'de çözünmüş karbon içeriği 0,77%'dir.
Yüz merkezli kübik yapı
(1) Düşük verim güç ve sertlik
(2) Yüksek plastisite ve tokluk
(3) Yüksek termal dayanım
(1) Küçük özgül hacim, fiziksel performans
(2) Zayıf termal iletkenlik
(3) Büyük doğrusal genleşme katsayısı
(4) Paramanyetizma
(a) Paramanyetizma; (b) Ferromanyetizma
Atomik manyetik momentlerin küçük bir bölgede kendiliğinden düzenlenmesi.
(1) Deformasyon şekillendirmenin uygulama performansı
(2) Östenitik paslanmaz çeliğin korozyon direnci
(3) Genleşme aracının hassas elemanı
Östenit Oluşumu için Termodinamik Koşullar: T'de düşük soğutma veya aşırı ısınma vardır.
Östenitin çekirdeklenmesi difüzyon tipi faz dönüşümüdür.
Çekirdeklenme, ferrit ve sementit, perlit ve östenit arasındaki arayüzeyde oluşabilir.
Bu arayüzlerin çekirdeklenme enerjisi, yapı ve konsantrasyonun üç dalgalanma koşulunu karşılaması kolaydır.
Östenit faz bölgesine ısıtıldığında, yüksek sıcaklıkta karbon atomları hızla difüze olur, demir atomları ve yedek atomlar tamamen difüze olabilir, hem arayüz difüzyonu hem de gövde koruması gerçekleştirilebilir.
Bu nedenle östenit oluşumu difüzyon tipi bir faz dönüşümüdür.
Ferrit kaybolduktan sonra, ferrit t1 sıcaklığında tutulduğunda veya ısıtıldığında, karbon östenit içinde yayılmaya devam ettikçe kalıntı sementit sürekli olarak östenit içinde çözülür.
Sementit östenite henüz tamamen ayrıldığında, östenitteki karbon konsantrasyonu hala düzensizdir.
Ancak uzun süre ısının korunmasından veya sürekli ısıtmadan sonra ve karbon atomları tamamen yayılmaya devam ettikten sonra, tek tip bileşime sahip östenit elde edilebilir.
Not: Çeşitli çeliklerin ostenit çekirdeklenme sürecinde bazı farklılıklar vardır.
Östenit oluşumunun temel sürecine ek olarak, hipoötektoid çelik, hiperötektoid çelik ve östenitleme sürecinde ötektoid öncesi fazın çözünmesi ve alaşım karbürün çözünmesi de vardır. alaşımlı çelik.
Orijinal östenit tanesinin boyutu, metal malzemelerin mekanik özellikleri ve teknolojik özellikleri üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.
50 ml damıtılmış su, 2-3 g pikrik asit ve 1-2 damla deterjan.
Hazırlanan reaktifi yaklaşık 60 ° C'ye ısıtın ve ardından numuneyi 10-15 dakika erozyona sokun.
Bu sırada numunenin yüzeyi siyahlaşmıştır.
Numunenin yüzeyindeki siyah filmi çıkarın ve gri olana kadar yağ giderici pamukla silin ve gözlem için kurutun.
Korozyon çok sığsa, korozyona devam edilebilir; korozyon çok derinse, hafifçe parlatın.
Not: Orijinal östenit tane sınırlarının görüntülenmesi zor olan bazı numuneler için, erozyon parlatma, yeniden erozyon, yeniden parlatma ve birkaç kez tekrarlanması gerekir.
Aşındırma ve parlatma süresi, tatmin edici olana kadar her zamankinden daha kısadır.
Orijinal östenitin tane sınırı 40Cr söndürülmüş durum
Isıtma sıcaklığındaki artışla birlikte, atomların difüzyon hızı hızla artar, bu da östenitleme hızının artmasına ve şekillendirme süresinin kısalmasına neden olur.
Isıtma hızı ne kadar hızlı olursa, inkübasyon süresi de o kadar kısalır. Bu aynı zamanda östenitin dönüşmeye başladığı sıcaklıkta ve dönüşümün sona erdiği sıcaklıkta bir artışa neden olur. Ayrıca, dönüşümün tamamlanması için gereken süreyi azaltır.
Kobalt ve nikel östenitleme sürecini hızlandırıcı etkiye sahipken, krom, molibden ve vanadyum yavaşlatıcı etkiye sahiptir. Öte yandan, silikon, alüminyum ve manganezin östenitin beynizasyon süreci üzerinde herhangi bir etkisi yoktur. alaşım elementleri.
Alaşım elementlerinin difüzyon hızının karbonunkine kıyasla çok daha yavaş olduğunu belirtmek gerekir. Sonuç olarak, alaşımlı çeliğin ısıl işlemi için ısıtma sıcaklığı genellikle daha yüksektir ve bekletme süresi daha uzundur.
Orijinal yapıdaki sementit pul formunda olduğunda, östenit oluşum hızı daha hızlıdır. Ek olarak, sementit parçacıkları arasındaki boşluk ne kadar küçükse, dönüşüm hızı da o kadar hızlıdır.
Orijinal östenit tanesi de daha büyük bir karbon konsantrasyon gradyanına sahiptir ve bu da tanenin daha hızlı büyümesine neden olur.
Ayrıca, sferoidize tavlanmış granüler perlit daha az faz arayüzüne sahiptir, bu da östenitleşme sürecini en hızlı hale getirir.
① Belirli bir karbon içeriği aralığında, östenitteki karbon içeriğindeki artış, tane büyüme eğiliminde bir artışa yol açar. Bununla birlikte, karbon içeriği belirli bir seviyeyi aşarsa, östenit tanelerinin büyümesi engellenecektir.
② Aşağıdakiler gibi unsurların eklenmesi titanyumvanadyum, niyobyum, zirkonyum ve alüminyumun çeliğe eklenmesi ince taneli çelik üretimiyle sonuçlanabilir. Bunun nedeni karbürler, oksitler ve nitrürlerin tane sınırları boyunca dağılması ve tane büyümesini engelleyebilmesidir. Öte yandan, manganez ve fosfor tane büyümesini teşvik edici etkiye sahiptir.
③ Güçlü karbürler oluşturan elementler, östenit içinde dağıldıklarında östenit tanelerinin büyümesini engelleyebilirler. Öte yandan, silisyum ve azot gibi karbür oluşturmayan elementlerin östenit tanelerinin büyümesi üzerinde çok az etkisi vardır.
Östenit tanesinin büyümesi, ısıtma sıcaklığı sistemindeki atomik difüzyonla yakından bağlantılıdır. Sonuç olarak, sıcaklık ne kadar yüksek olursa veya belirli bir sıcaklıkta bekletme süresi ne kadar uzun olursa, östenit taneleri o kadar irileşir.
Isıtma hızı ne kadar hızlı olursa, aşırı ısınma o kadar yüksek olur ve östenitin gerçek oluşum sıcaklığı da o kadar yüksek olur. Bu, büyüme oranından daha büyük olan ve östenit tanesini daha ince hale getiren çekirdeklenme oranında bir artışa neden olur.
Üretim sürecinde, ultra ince taneli yapılar elde etmek için genellikle hızlı ısıtma ve kısa süreli ısı koruması kullanılır.
Genel bir kural olarak, çeliğin orijinal yapısı ne kadar ince olursa, karbürlerin dağılımı o kadar büyük olur ve bu da daha ince bir östenit tane yapısına yol açar.