Austenit: Kennen Sie seine metallographische Struktur?

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:

  • Die Korngrenze ist ein relativ gerades und regelmäßiges Vieleck;
  • Der Rest Austenit in abgeschrecktem Stahl ist im Raum zwischen den martensitischen Nadeln verteilt.

1. Kristallstruktur

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

2. Eigenschaften von Austenit

Mechanische Eigenschaften

(1) Geringer Ertrag Festigkeit und Härte

(2) Hohe Plastizität und Zähigkeit

(3) Hohe thermische Festigkeit

Physisches Eigentum

(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.

Leistung der Anwendung

(1) Anwendungsleistung der Verformungsumformung

(2) Korrosionsbeständigkeit von austenitischem rostfreiem Stahl

(3) Empfindliches Element des Erweiterungsinstruments

3. Bildung von Austenit

Thermodynamische Bedingungen für die Bildung von Austenit: eine Unterkühlung oder Überhitzung T vorliegt.

Keimbildung von Austenit

(a) A-Keimbildung

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.

Wachstum des Austenit-Kristallkerns

(b) Ein Erwachsener

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.

Auflösung von gestripptem Karbid

(c) Restliche FeC-Auflösung

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.

Homogenisierung der Austenitzusammensetzung

(d) Eine Homogenisierung

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.

4. Anzeige der ursprünglichen Austenitkorngrenze

Die Größe des ursprünglichen Austenitkorns hat einen großen Einfluss auf die mechanischen und technologischen Eigenschaften von Metallwerkstoffen.

Formulierung des Reagenzes

50 ml destilliertes Wasser, 2-3 g Pikrinsäure und 1-2 Tropfen Spülmittel.

Angelegenheiten, die Aufmerksamkeit erfordern

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

5. Faktoren, die die Austenitbildungsrate beeinflussen

Temperatur der Heizung

Mit zunehmender Erwärmungstemperatur beschleunigt sich die Diffusionsgeschwindigkeit der Atome rapide, was zu einer Erhöhung der Austenitisierungsgeschwindigkeit und einer Verkürzung der Umformzeit führt.

Heizgeschwindigkeit

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.

Legierungselement

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.

Originalgewebe

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.

6. Faktoren, die das Austenitkornwachstum beeinflussen

Chemische Zusammensetzung

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.

Temperatur der Heizung

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.

Heizgeschwindigkeit

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.

Ursprüngliche Organisation

Generell gilt: Je feiner das ursprüngliche Gefüge des Stahls, desto größer ist die Dispersion der Karbide, was zu einer feineren Kornstruktur des Austenits führt.

Vergessen Sie nicht: Teilen ist wichtig! : )
Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

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.

Nächster Punkt

Beherrschung von CAD/CAM: Die wichtigsten Technologien erklärt

Grundlegende Konzepte des computergestützten Entwurfs und der computergestützten Fertigung Der computergestützte Entwurf und die computergestützte Fertigung (CAD/CAM) sind ein umfassendes und technisch komplexes Fachgebiet der Systemtechnik, das verschiedene Bereiche wie die [...]

Virtuelle Fertigung erklärt: Konzepte und Prinzipien

Konzept der virtuellen Fertigung Die virtuelle Fertigung (VM) ist die grundlegende Umsetzung des tatsächlichen Fertigungsprozesses auf einem Computer. Sie nutzt die Technologien der Computersimulation und der virtuellen Realität, unterstützt durch [...]

Flexible Fertigungssysteme verstehen: Ein Leitfaden

Ein flexibles Fertigungssystem (FFS) beruht in der Regel auf den Prinzipien der Systemtechnik und der Gruppentechnologie. Es verbindet CNC-gesteuerte Werkzeugmaschinen (Bearbeitungszentren), Koordinatenmessmaschinen, Materialtransportsysteme, [...]

Erforschung von 4 hochmodernen Nanofabrikationstechniken

So wie die Fertigungstechnologie heute in verschiedenen Bereichen eine entscheidende Rolle spielt, nimmt die Nanofabrikationstechnologie eine Schlüsselposition in der Nanotechnologie ein. Die Nanofabrikationstechnologie umfasst zahlreiche Methoden, darunter mechanische [...]

Ultrapräzisions-Bearbeitung: Arten und Techniken

Unter Ultrapräzisionsbearbeitung versteht man Präzisionsfertigungsverfahren, die ein extrem hohes Maß an Genauigkeit und Oberflächenqualität erreichen. Die Definition ist relativ und ändert sich mit den technologischen Fortschritten. Derzeit kann diese Technik [...]

Die 7 wichtigsten neuen technischen Werkstoffe: Was Sie wissen müssen

Als fortschrittliche Werkstoffe werden Materialien bezeichnet, die in jüngster Zeit erforscht wurden oder sich in der Entwicklung befinden und über außergewöhnliche Leistungen und besondere Funktionen verfügen. Diese Materialien sind für den Fortschritt in Wissenschaft und Technik von größter Bedeutung, [...]

Methoden der Metallexpansion: Ein umfassender Leitfaden

Die Wulstumformung eignet sich für verschiedene Arten von Rohlingen, z. B. für tiefgezogene Tassen, geschnittene Rohre und gewalzte konische Schweißteile. Klassifizierung nach dem Medium der Wulstumformung Wulstumformverfahren lassen sich in folgende Kategorien einteilen [...]
MaschineMFG
Bringen Sie Ihr Unternehmen auf die nächste Stufe
Abonnieren Sie unseren Newsletter
Die neuesten Nachrichten, Artikel und Ressourcen werden wöchentlich an Ihren Posteingang geschickt.

Kontakt

Sie erhalten unsere Antwort innerhalb von 24 Stunden.