Аустенит: Знаете ли вы его металлографическую структуру? | MachineMFG

Аустенит: Знаете ли вы его металлографическую структуру?

0
(0)

Английское название: Аустинит; название происходит от: Уильям Чандлер Робертс-Аустен, британский металлург

Буквенный код: A, γ.

Определение: твердый раствор, образованный углеродом и различными химическими элементами в γ-Fe.

Особенности:

  • Граница зерен представляет собой относительно прямой и правильный многоугольник;
  • Остаток аустенит в закаленной стали распределяется в пространстве между мартенситными иглами.

1. Кристаллическая структура

Аустенит (γ-Fe) имеет гранецентрированную кубическую структуру с максимальной пустотностью 0,51 × 10-8см, что немного меньше радиуса атома углерода, поэтому его способность растворять углерод выше, чем у α-Fe.

При температуре 1148 ℃ максимум растворенного содержание углерода γ-Fe составляет 2,11%.

С понижением температуры емкость растворенного углерода постепенно уменьшается.

При температуре 727 ℃ содержание растворенного углерода составляет 0,77%.

Гранецентрированная кубическая структура

2. Свойства аустенита

Механические свойства

(1) Низкая урожайность прочность и твердость

(2) Высокая пластичность и прочность

(3) Высокая термическая прочность

Физическое свойство

(1) Небольшой удельный объем, физические характеристики

(2) Плохая теплопроводность

(3) Большой коэффициент линейного расширения

(4) Парамагнетизм

(a) Парамагнетизм; (b) Ферромагнетизм

Спонтанное расположение атомных магнитных моментов в малой области.

Производительность приложений

(1) Применение деформационного формования

(2) Коррозионная стойкость аустенитной нержавеющей стали

(3) Чувствительный элемент расширительного прибора

3. Образование аустенита

Термодинамические условия образования аустенита: имеется недоохлаждение или перегрев T.

Зарождение аустенита

(a) А-нуклеация

Зарождение аустенита - это фазовое превращение диффузионного типа.

Зарождение может происходить на границе раздела феррита и цементита, перлита и аустенита.

Эти интерфейсы легко удовлетворяют трем флуктуационным условиям: энергия зарождения, структура и концентрация.

Рост ядра кристалла аустенита

(b) Вырасти

При нагреве до области аустенитной фазы при высокой температуре атомы углерода быстро диффундируют, атомы железа и атомы замещения могут полностью диффундировать, при этом может осуществляться как межфазная диффузия, так и защита тела.

Поэтому образование аустенита представляет собой фазовое превращение диффузионного типа.

Растворение снятого карбида

(c) Остаточное растворение FeC

После исчезновения феррита, когда феррит поддерживается или нагревается при температуре t1, остаточный цементит непрерывно растворяется в аустените, поскольку углерод продолжает диффундировать в аустенит.

Гомогенизация состава аустенита

(d) гомогенизация

Когда цементит только что полностью отделился от аустенита, концентрация углерода в аустените еще неравномерна.

Только после длительного сохранения тепла или непрерывного нагрева, когда атомы углерода продолжают полностью диффундировать, можно получить аустенит с однородным составом.

Примечание: Существуют некоторые различия в процессе зарождения аустенита в различных сталях.

Помимо основного процесса образования аустенита, в процессе аустенизации гипоэвтектоидной, гиперэвтектоидной и гиперэвтектоидной сталей происходит растворение доэвтектоидной фазы и растворение карбида сплава. легированная сталь.

4. Отображение исходной границы зерна аустенита

Размер исходного зерна аустенита оказывает большое влияние на механические свойства и технологические характеристики металлических материалов.

Состав реагента

50 мл дистиллированной воды, 2-3 г пикриновой кислоты и 1-2 капли моющего средства.

Вопросы, требующие внимания

Нагрейте приготовленный реактив примерно до 60 °С, а затем поместите образец в эрозию на 10-15 минут.

В это время поверхность образца стала черной.

Снимите и протрите черную пленку на поверхности образца обезжиривающей ватой, пока она не станет серой, и высушите ее для наблюдения.

Если коррозия слишком мелкая, ее можно продолжить; если коррозия слишком глубокая, аккуратно отполируйте ее.

Примечание: для некоторых образцов, границы зерен аустенита которых трудно отобразить, необходимо провести эрозионную полировку, повторную эрозию, повторную полировку и повторить несколько раз.

Время эрозии и полировки короче, чем время каждого раза до получения удовлетворительного результата.

Граница зерен исходного аустенита в 40Cr закалённое состояние

5. Факторы, влияющие на скорость образования аустенита

Температура нагрева

С повышением температуры нагрева скорость диффузии атомов быстро ускоряется, что приводит к увеличению скорости аустенизации и сокращению времени формования.

Скорость нагрева

Чем выше скорость нагрева, тем короче становится инкубационный период. Это также приводит к повышению температуры, при которой начинается превращение аустенита, и температуры, при которой превращение заканчивается. Кроме того, сокращается время, необходимое для завершения превращения.

Легирующий элемент

Кобальт и никель ускоряют процесс аустенитизации, а хром, молибден и ванадий замедляют его. С другой стороны, кремний, алюминий и марганец не оказывают никакого влияния на процесс бейнизации аустенита. элементы сплава.

Стоит отметить, что скорость диффузии легированных элементов гораздо медленнее, чем у углерода. В результате температура нагрева при термообработке легированной стали обычно выше, а время выдержки больше.

Оригинальная ткань

Когда цементит в исходной структуре имеет форму хлопьев, скорость образования аустенита выше. Кроме того, чем меньше расстояние между частицами цементита, тем выше скорость превращения.

Исходное аустенитное зерно также имеет больший градиент концентрации углерода, что приводит к более высокой скорости роста зерна.

Кроме того, сфероидизированный отожженный гранулированный перлит имеет меньше фазовых границ раздела, что делает процесс аустенизации наиболее быстрым среди всех.

6. Факторы, влияющие на рост зерна аустенита

Химический состав

① В определенном диапазоне содержания углерода увеличение содержания углерода в аустените приводит к увеличению тенденции роста зерен. Однако если содержание углерода превышает определенный уровень, рост зерен аустенита будет затруднен.

② Добавление таких элементов, как титанВанадий, ниобий, цирконий и алюминий, добавляемые в сталь, могут привести к получению мелкозернистой стали. Это связано с тем, что карбиды, оксиды и нитриды рассеиваются по границам зерен, что может препятствовать их росту. С другой стороны, марганец и фосфор способствуют росту зерна.

③ Элементы, образующие прочные карбиды, будучи диспергированными в аустените, могут препятствовать росту аустенитных зерен. С другой стороны, некарбидообразующие элементы, такие как кремний и азот, оказывают незначительное влияние на рост аустенитных зерен.

Температура нагрева

Рост зерна аустенита тесно связан с атомной диффузией в системе температур нагрева. В результате, чем выше температура или чем дольше время выдержки при определенной температуре, тем крупнее становится зерно аустенита.

Скорость нагрева

Чем выше скорость нагрева, тем больше перегрев и тем выше фактическая температура образования аустенита. Это приводит к увеличению скорости зарождения, которая превышает скорость роста и делает зерно аустенита более мелким.

В процессе производства для получения сверхмелкой зернистой структуры часто используется быстрый нагрев и кратковременное сохранение тепла.

Оригинальная организация

Как правило, чем мельче исходная структура стали, тем выше дисперсность карбидов, что приводит к более мелкозернистой структуре аустенита.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх