Austenit – was ist das?

Wärmebehandlung von Stahl – ist ein leistungsstarker Mechanismus seine Struktur und Eigenschaften zu beeinflussen. Es basiert auf Modifikationen der Basis des Kristallgitters in Abhängigkeit von der Temperatur des Spiels. Die verschiedenen Bedingungen in Eisen-Kohlenstoff-Legierung können vorhanden Ferrit, Perlit, Zementit und Austenit sein. Letztere spielt eine wichtige Rolle in allen thermischen Umwandlungen im Stahl.

Definition

Stahl – eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff, wobei der Kohlenstoffgehalt bis zu 2,14% der Theorie, aber es ist technisch anwendbar ist, weist in einer Menge von nicht mehr als 1,3%. Dementsprechend sind alle Strukturen, die darin unter äußeren Einflüssen gebildet sind, sind auch Varianten Legierungen.

Die Theorie ist, ihre Existenz in 4 Variationen: Penetrations feste Lösung, eine feste Lösung aus einer Ausnahme, eine mechanische Mischung oder eine chemische Verbindung, Körner.

Austenit – eine feste Kohlenstoffatom granetsentricheskuyu Penetrationslösung in einem kubischen Kristallgitter von Eisen, bezeichnet als γ. Kohlenstoffatom in den Hohlraum der γ-Eisengitter eingeführt. Seine Abmessungen übersteigen jene Poren zwischen Fe-Atomen, die die begrenzte Weitergabe durch die „Wand“ der Grundstruktur erläutert. Gebildet während der Umwandlungstemperatur von Ferrit und Perlit durch die Wärme 727s Erhöhung oben.

Das Diagramm von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen

Graph Phasendiagramm des Eisen-Zementit durch Experimente aufgebaut, ist eine klare Demonstration aller möglichen Varianten von Transformationen in Stahl und Gusseisen. Spezifische Werte für eine gegebene Temperatur der Menge an Kohlenstoff in der Legierung einen kritischen Punkt bilden, in dem es wichtige strukturelle Veränderungen in den Heiz- oder Kühlprozessen, sondern auch eine kritische Linie bilden.

GSE Linie diesem Punkt und Ac ₃ Ac _{m enthält,} zeigt das Niveau der Kohlenstofflöslichkeit mit Heizstufen zu.

Bildungs Eigenschaften

Austenit – eine Struktur, die bei der Stahlheizung ausgebildet ist. Wenn die kritische Temperatur Perlit und Ferrit integrales Material zu bilden.

Heizungs Variationen:

1. Uniform, bis der gewünschte Wert erreicht, ein kurzer Ausschnitt Kühlung. Je nach den Eigenschaften der Legierung kann der Austenit als ein vollständig oder teilweise ausgebildet werden.
2. Der langsame Anstieg der Temperatur, eine lange Periode des erreichten Grades an Wärme Aufrechterhaltung eine reine Austenit zu bilden.

Die Eigenschaften des erhitzten Materials, ebenso wie die, welche würden als Folge der Abkühlung auftreten. Viel hängt von der durch die Hitze erreichten Niveau. Es ist wichtig, eine Überhitzung oder perepal zu vermeiden.

Mikrostruktur und Eigenschaften

Jede der Phasen, die typisch für Eisen-Kohlenstoff-Legierungen, neigt dazu, die Struktur von Arrays und Körner zu besitzen. Austenitstruktur – Platte mit einer Form nahe an den nadelartigen und Geist, und schuppig aufweist. Wenn er vollständig in den Kohlenstoff-γ-Eisenkörner aufgelöst hat eine Form ohne Licht dunkel Zementit Einschlüssen.

Die Härte von 170-220 HB. Leitfähigkeit thermische und elektrische niedriger ist als die von Ferrit. Die magnetischen Eigenschaften sind nicht verfügbar.

Varianten und Abkühlungsgeschwindigkeit führt zur Bildung von verschiedenen Versionen des „kalten“ Zustand: Martensit, Bainit Troostit, Sorbit, Perlit. Sie haben nadelartige Struktur, aber unterschiedliche Partikeldispersion, die Korngröße und die Zementit-Teilchen.

Einfluss der Kühl Austenit

austenitischen Zerfall tritt in den gleichen kritischen Punkten. Seine Wirksamkeit hängt von den folgenden Faktoren ab:

1. Die Abkühlgeschwindigkeit. Wirkt sich auf die Art der Kohlenstoffverunreinigungen, die Bildung von Körnern, die Bildung des endgültigen Mikrostruktur und ihre Eigenschaften. Es hängt von der Umgebung, die als Kühlmittel verwendet wird.
2. Verfügbarkeit isothermen Komponente auf einem der Stufen des Zerfalls – bis zu einem bestimmten Temperaturniveau abgesenkt wird, wird die Wärme stabil gehalten während einer gewissen Zeit, nach der schnellen Abkühlung fortgesetzt wird, oder ob es in Verbindung mit einer Heizvorrichtung auftritt (Backofen).

So isoliert und kontinuierliche isothermen Umwandlung von Austenit.

Merkmale des Charakters Transformationen. Tabelle

C-förmige Graph, der das Muster der Veränderung der Metallmikrostruktur in dem Zeitintervall von der Temperaturänderung abhängig zeigt – das Austenit-Umwandlungsdiagramm. Die eigentliche Kühlung kontinuierlich. Es gibt nur bestimmte Phasen Wärmespeicherung gezwungen. Die Grafik beschreibt die isothermen Bedingungen.

Charakter kann diffus und diffusions sein.

Bei Standard-Drehzahländerung zu reduzieren Wärmediffusion Austenitkörner auftreten. Die thermodynamische Instabilität Zone Atome beginnen, zusammen zu bewegen. Diejenigen, die es nicht schaffen, das Eisengitter zu durchdringen, bilden Zementit Einschlüsse. Sie werden von den benachbarten Partikeln aus Kohlenstoff verbunden ist, befreit seine Kristalle. Zementit zerfällt an den Grenzen der Körner gebildet. Gereinigte Kristalle bilden jeweilige Ferritplatte. Dispergierte Struktur gebildet – Mischung aus Körnern, die Größe und die Konzentration von denen abhängig von der Schnelligkeit der Abkühlung und dem Gehalt an Kohlenstoff in der Legierung. Gebildet, wie Perlit und seine Zwischenphasen: Sorbit, Troostit, Bainit.

Mit erheblicher Geschwindigkeitsreduktionstemperatur hat Austenitabbau nicht diffusive Natur. innerhalb dessen komplexe Kristallverzerrung auftritt, alle Atome gleichzeitig in einer Ebene bewegen Stelle ohne Änderung. Der Mangel an Diffusions trägt zur Entstehung von Martensit.

Die Wirkung der auf Austenit Zersetzungseigenschaften Abschrecken. Martensit

Härten – eine Art der Wärmebehandlung, die im Wesentlichen in einer schnellen Erwärmung bis zu hohen Temperaturen über dem kritischen Punkt besteht und den Ac ₃ Ac _m, gefolgt von einem schnellen Abkühlung. Wenn die Abnahme der Temperatur erfolgt mit Wasser bei einer Geschwindigkeit von mehr als 200 ° C pro Sekunde, dann ein festen Phase mit nadelförmigem Martensit Namen.

Es ist eine übersättigte feste Lösung von Kohlenstoff in Eisen Penetrationstyp Kristallgitter mit α. Aufgrund der kraftvollen Bewegungen Atomen ist verzerrt und bildet ein tetragonales Gitter, die Ursache Härten dient. Die gebildete Struktur hat ein größeres Volumen. Die resultierenden Kristalle wurden Ebene komprimiert Blasensieden nadelförmigem Platten begrenzt.

Martensit – langlebig und sehr hart (700-750 HB). ausschließlich als Folge der Hochgeschwindigkeitslöschung gebildet.

Temperieren. Diffusionsstruktur

Austenit – ist die Bildung von denen künstlich Bainit Troostit, Sorbit und Perlit hergestellt werden. Wenn die Abschrecktemperatur Kühlung für niedrigere Geschwindigkeiten auftritt, erfolgt die Umwandlung Ausdiffusion, ihre oben beschriebenen Mechanismus.

Troost – ist Perlit, der durch einen hohen Dispersionsgrad gekennzeichnet ist. bei 100 ° C Verringerung der Hitze des Momentes gebildet. Eine große Anzahl von feinen Körnern aus Ferrit und Zementit ist, die gesamte Ebene verteilt. „Gehärtet“ eigentümlich Zementit Plattenform und anschließende Tempern Troostit aus resultierendem, hat eine granulare Visualisierung. Härte – HB 600-650.

Bainit – eine Zwischenphase, die eine noch weitere Kristalle von hoch dispergiertes Gemisch aus Ferrit und Zementit ist. Nach den mechanischen und technologischen Eigenschaften minderwertig Martensit, aber überschreitet Troostit. Gebildet in dem Temperaturbereich, in dem die Diffusion unmöglich ist, und die Druckkraft und die kristalline Struktur bewegen Martensit zu umwandeln – ungenügend.

Sorbitol – die groben nadelförmigem Vielzahl perlitische Phasen bei Abkühlgeschwindigkeit von 10 ° C pro Sekunde. Mechanische Job Eigenschaften zwischen Troostit und Perlit.

Perlite – eine Vielzahl von Körnern aus Ferrit und Zementit, das granular oder Plattenform sein kann. Gebildet als Ergebnis der glatten Zersetzung von Austenit bei einer Abkühlrate 1S pro Sekunde.

Beit Troostit und – beziehen sich auf eine Abschreck-Strukturen, während Sorbitol und Perlit gebildet werden und Anlassen, Glühen und Normalisieren Merkmale, die die Form und Größe der Körner definieren.

Wirkung des Temperns auf dem bestimmten Austenitabbau

Fast alle Arten von Glüh- und Normalisierung auf der Grundlage der gegenseitigen Umwandlung von Austenit. Voll- und Teilzeitglühen wird verwendet , um Stähle zu doevtektoidnyh. Details in einem Ofen oberhalb der kritischen Punkte erhitzt Ac ₁ und Ac _3. Für den ersten Typ wird durch eine längere Belichtungszeit charakterisiert, die eine vollständige Umsetzung gewährleistet: Austenit-Ferrit-Austenit und Perlit. Gefolgt von langsamem Abkühlen Knüppel in dem Ofen. Am Ausgang gibt feinen Gemisch aus Ferrit und Perlit, ohne innere Spannungen und Kunststofffeststoff. Weichglühen weniger energieintensiv, ändert sich nur die Struktur von Perlit, Ferrit praktisch unverändert bleibt. Normalisierungs impliziert eine höhere Rate der Temperaturabfall jedoch plastischer und weniger grobe Struktur am Auslass. Für Stahllegierung mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,8 bis 1,3%, wenn sie in dem Normierungs Zerfall abgekühlt Richtung auftritt: Austenit, Perlit, Zementit-Austenit.

Eine andere Art von Wärmebehandlung, die auf die strukturellen Veränderungen basiert, ist die Homogenisierung. Es ist für große Teile. Es impliziert, absolutes Grob austenitischen Zustand bei Temperaturen 1000-1200˚S und Ausdauer in einem Ofen in einem Zeitraum bis zu 15 Stunden erreicht wird. Isothermen Verfahren weiterhin eine langsame Abkühlung, die Entzerrung der Metallstrukturen beiträgt.

Perlitisieren

Jede dieser Methoden der Beeinflussung der Metall zur Erleichterung des Verständnisses als isotherme Umwandlung von Austenit angesehen. jeder von ihnen jedoch nur in einem bestimmten Stadium hat Eigenschaften. In Wirklichkeit kommt es zu Veränderungen mit einer stetigen Abnahme der Wärme bestimmt die Geschwindigkeit, wie schnell das Ergebnis.

Eine Möglichkeit, die am nächsten zu den idealen Bedingungen ist – isothermen Glühen. Sein Wesen besteht auch in der Heizungs- und Exposition gegenüber dem völligen Zusammenbruch aller Strukturen im Austenit. Die Kühlung erfolgt in mehreren Phasen realisiert werden, was zu einem langsameren beiträgt, mehr verlängert und thermisch stabilen seinen Verfall.

1. Der rasche Temperaturabfall auf einen Wert unterhalb von 100 ° C bis Ac ₁ Punkt.
2. Erzwungene Retentions erreichte Wert (in dem Ofen gestellt) für eine lange Zeit bis zur Beendigung der Bildung einer ferritisch-perlitische Phasen.
3. Abkühlung an ruhender Luft.

Das Verfahren ist anwendbar für legierte Stähle, die durch die Anwesenheit von restlichem Austenit in einem gekühlten Zustand gekennzeichnet sind.

Restaustenit und austenitischen Stählen

Manchmal ist es möglich, teilweise Verfall, wenn es ein Restaustenit ist. Dies kann in den folgenden Situationen auftreten:

1. Eine zu schnelle Abkühlung bei Totalausfall auftritt. Es ist eine strukturelle Komponente von Bainit oder Martensit.
2. Kohlenstoffstahl oder niedrig legiertem, für die Prozesse kompliziert verteilt sind austenitischen Transformationen. Es erfordert die Verwendung von speziellen Wärmebehandlungsverfahren, wie zum Beispiel der Homogenisierung oder isotherme Glühen.

Für high– ist kein Prozess von Transformationen beschrieben. Stahl Legieren mit Nickel, Mangan, Chrom fördert die Bildung von Austenit als die primäre feste Struktur , die keine zusätzlichen Einflüsse erfordert. Austenitische Stähle sind durch eine hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Hitzebeständigkeit, Hitzebeständigkeit und Beständigkeit gegenüber aggressiven Arbeitsbedingungen schwierig charakterisiert.

Austenit – ist eine Struktur, die ohne Bildung keine Hochtemperaturerwärmung von Stahl unmöglich ist, und das in fast allen Wärmebehandlungsverfahren beteiligt ist, mechanische Eigenschaften und Verarbeitung zu verbessern.