العلاقة بين محتوى الكربون وتشكيل المريخ في ستيلات فصلية

مقدمة: الدور الحاسم للكربون في هدر الصلب

ولا يزال الفولاذ هو أكثر المحاور الهندسية استخداما، وتخضع خصائصه الميكانيكية للرقابة الأساسية من خلال المعالجة الحرارية، ومن بين مختلف عمليات المعالجة الحرارية، التبريد المخفف من الملو ِّثات المولدة من المرحلة الأوستنتيية، وهو هيكل مصغر يولد صعوبة وقوة استثنائية، ومحتويات ميكانيكية الفولاذ هي العامل الوحيد الأكثر تأثيرا الذي يحكم تكوين مواقع الماشية، وهيكلها النهائي، والخصائص الناتجة عن التحول التقني.

أصول تكوين المريخ

والموقع المرتن هو مرحلة قابلة للتقشف، وهي مرحلة تحول غير مزعوم، مدفوع بالأشعة من مضبوطات مضبوطة ذات مقاس الوجه إلى هيكل رباعي مركب مركب مركب مركب مركب مركب مركب مركب، وتتوقف معدلات التكتل السريع (معدلات العزل على درجة حرارة 100 درجة مئوية/س إلى 1000 درجة مئوية/درجة مئوية حسب محتوى الكربون) على تضخم مواقع الكربون

وتشمل الخصائص الرئيسية للمرطوبة علم المورفولوجيا المثقف (المشابه للطبيع) والكثافة العالية للتشتت في المواقع، والهيكل الفرعي الدقيق للتوائم أو السواحل، وتعتمد المورفولوجيا نفسها على محتوى الكربون: الفولاذ المنخفض الكربون (دون 0.4 في المائة جيم) يميل إلى تكوين موقع للثأر مع لوحات موازية، بينما ينتج الفولاذ العالي الكربون (أي ما يزيد على 0.6 في المائة من الزلا).

How Carbon Content Governs Martensite Transformation

Carbon as an Interstitial Alloying Element

وتشغل ذرات الكربون مواقع مشتركة بين القبائل في إطار التمرينات الأوستنتيية للكربون، ولا يمكن للكربون، أثناء التكسير، أن ينشر بسرعة كافية لتكوين الأسمنتيت (Fe3C) أو غيرها من العاب، بل يظل محصوراً، ويفرض تشوهاً حاداً في موقع التتراجون، وتزداد درجة التشويه (نسبة إلى 10 في المائة تقريباً إلى 1.08 في المائة.

العلاقة بين محتوى الكربون ودرجة حرارة السيدة حرجة ومستقرة: كل زيادة بنسبة 0.1 في المائة في الكربون تقلل من السيدة بنسبة 30 إلى 40 درجة مئوية تقريباً

Ms (°C) = 539 - 423 (%C) – 30.4 (%Mn) – 17.7 (%Ni) – 12.1%Cr) – 7.5(%Mo) +...

]

وهكذا، فإن حديد الكربون العادي الذي يبلغ 0.8%C يحتوي على مادة تبلغ مساحتها 200 درجة مئوية، في حين أن الفولاذ البالغ 0.2 في المائة من الألف يحتوي على مادة تبلغ مساحتها 500 درجة مئوية. ودرجة الحرارة في المارتينيت هي عادة ما تتراوح بين 200 و250 درجة مئوية تحت درجة حرارة السيدة، رغم أن الفولاذ العالي الكربون قد تقل عن درجة حرارة الغرفة، مما يؤدي إلى استبقاء الأوستينيت.

معدل التبريد الحرج والعجز

ولتشكيل الطفيليات، يجب أن يتجاوز معدل التبريد الحرج - الحد الأدنى للمعدل الذي يتفادى التحولات الشائعة إلى اللؤلؤ أو الطين، ويؤثر محتوى الكربون تأثيراً قوياً على الكولونيا المحتوية على البيرفلورية، ويحول الأنف البيرليتي للتحول المستمر في التبريد إلى فترات أطول، مما يجعل من السهل تحقيق كامل معدل النباتات المهددة بدلاً من زيادة الكبريت.

Carbon Content (wt%)	Typical Ms (°C)	Hardenability	Preferred Quenchant
0.05 – 0.25	450 – 500	Low	Water
0.30 – 0.50	350 – 450	Moderate	Water (small sections) or oil
0.60 – 0.80	200 – 350	High	Oil or polymer
0.90 – 1.20	100 – 200	Very high	Oil or martempering

ملاحظة: يمكن للإضافات المحاطة أن تغير هذه النطاقات تغييراً كبيراً، وللاطلاع على مزيد من التفاصيل، انظر ASM International’s heat treating resources.]

Carbon Content and Mechanical Properties of Martensite

القوة والقوى

وتتصف صعوبة الموقع المُنَزَّع بالكربونات تقريباً بمحتوى الكربون حتى 0.8 في المائة. وتتمثل المعادلة الكلاسيكية فيما يلي:

Hardness (HRC) ng. 60. (%C) + 20 (بالنسبة لمحتوى الكربون حتى 0.8%)

]

وهكذا، تبلغ نسبة زهاء 47 من حقوق الإنسان في ٠,٢ في المائة من حقوق الإنسان، وتبلغ هذه النسبة نحو 67 من حقوق الإنسان، أي ما يتجاوز 0,8 في المائة من حقوق الإنسان، والهضبة الصلبة لأن الكربون الإضافي لا يزال في الحل، ولكن تزايد التراكب المتراغوني يؤدي إلى صغر حجمه واستبقائه، كما أن قوة الحيازة ترتفع من حوالي 000 1 من الأعضاء التناسلية إلى ما يزيد على 500 2 من الماريترات المائيات العالية الكربون.

الواجبات والسعال

ويعاني الموقع من الرشوة في جوهره بسبب بطنه المزروعة، وضغوط داخلية عالية، ووجود مناطق ملتوية (لا سيما في الفولاذ عالي الكربون)، حيث يمتد إلى انخفاضات الكسور من 0.15 في المائة في موقع الروث المنخفض الكربون إلى أقل من 1 في المائة في موقع الرخام ذو الصفائح العالية الكربون، كما يتراجع مستوى القوة الشرائية التي تستعيد من جديد النفقات العالية الكربون.

المحتفظ به

ويستقر محتوى الكربون المرتفع في درجات الحرارة المنخفضة، مما يعني أن درجة حرارة العجلات يمكن أن تنخفض إلى أدنى من المليار، ونتيجة لذلك، لا يزال هناك جزء من النيتلات غير معالج بعد التسرب، فعلى سبيل المثال، يمكن أن يحتفظ الفولاذ بنسبة 10 إلى 30 في المائة من الأوزتين، ويمكن أن تؤدي هذه المرحلة الأيسر إلى الحد من الصلبة العامة وإلى عدم استقرار البعد.

الآثار العملية للتجهيز

اختيار هيئة الفصل المتوسط

• Low-carbon steels (0.02-0.3 في المائة C):] Require fast cooling (e.g., iced brine or water) to reach the CCR; even then, full martensite may only be achieved in little sections. Often these are used for carburizing to increase surface carbon.
• Medium-carbon steels (0.3-0.6% C): Water quenching is common, but oil can be used for alloys with improved hardenability. Tempering is essential to achieve balanced properties for structural components like shafts and equipments.
• High-carbon steels (0.6-1.2% C):] Oil quenching is typical to avoid cracking from thermal shock. Martempering (austempering variants) help reduce distortion. Used for cutting tools, dies, bearings, and springs.

الاستجابة المؤقتة

ويتسبب التمشيط في تهيّل العجلات الانتقالية (الكربيد الأرضي في انخفاض الكربون، والسنتيت في ارتفاع الكربون)، واستعادة التشت، والحد من الضغوط المتبقية، ويحتاج انخفاض التصلب الذي كان يتراكم أثناء الإغراء إلى حد أعلى من حديد الكربون، لأن الكربون الأكثر تضخماً يكون متاحاً في كثير من الأحيان لتشكيل العجلات، ومع ذلك يحدث تآكل ثانوي في الفولاذ يحتوي على حديد قوي.

Alloying Elements and their Interplay with Carbon

وتُعدل إضافة عناصر المحارِّية التحول في الموقع بعدة طرق:

• Nickel and Manganese:خفض درجة حرارة السيدة، مما يزيد من الاتجاه إلى الاحتفاظ بالأوستنيت.
• Chromium and Molybdenum:] Enhance hardenability, allowing oil quenching for high-carbon steels. They also promote carbide formation during tempering.
• Vanadium and Titanium:] Form fine carbides that bin grain boundaries and refine martensitepacket size.
• Silicon: ] Retards softening during tempering, useful for spring steels.

For an in-depth discussion of alloy effects, refer to the Total Materia article on hardenability.]

اختيار المحتوى المناسب للكربون للتطبيقات

مضامين الكربون التي يصممها المهندسون لتتماشى مع متطلبات الخدمات:

• Low carbon (0.05-0.25% C) — Case-hardening steels:] Core remains hard; surface is carburized to 0.8-1.0%C and quenched to produce a hard, wear-resistant case. Examples: carburized equipments, camshafts, stampings.
• Medium carbon (0.3-0.5 في المائة C) — Quenched and tempered steels:] Offer strength, hardness, and fatigue resistance for axles, connecting rods, bolts, and machine parts.
• High carbon (0.6-1.2% C) — Wear-resistant and tool steels:] Provide maximum hardness after quenching and tempering, albeit with careful stress relief. Used for dies, knives, razors, cold-forming tools, and spring wires.
• Ultra-high carbon (1.2-2.0% C) — Special applications:] Rarely used due to extreme brittleness; may be processed via powder metallurgy or specialized heat treatments for high-wear components.

خاتمة

ومحتويات الفولاذ هي المتغير الرئيسي الذي يتحكم في تكوين المرطوبة، وهيكلها البلوري، وما ينجم عن ذلك من خصائص ميكانيكية، ومن تحويل درجة حرارة السيدة ومعدل التبريد الحرج إلى تمليص الصلابة، والقابلية للاختزال، ودور الكربون في المذيبات هو أساس لمعالجات الحرارة ومهندسات التصميم، ومن خلال فهم التفاعل بين عناصر مقاومة التشويه، ومعايير التحلل، يمكن للمصنيع أن يوصل بصلبية

لمزيد من القراءة عن تقنيات المعالجة الحرارية الحديثة، انظر المكتبة التقنية لمجلة التسخين الصناعي ] والمعايير ذات الصلة من ]ASTM International .]