הקשר בין תוכן פחמן ו- Martensite Formation ב- Quenched Steels

שם מקור: The Critical Role of Carbon in Steel Harding

פלדה נותרה סגסוגת ההנדסה בשימוש נרחב ביותר, והתכונות המכאניות שלה נשלטות ביסודו על ידי טיפול בחום.בין התהליכים השונים לטיפול בחום, quenching - קירור רפיד מהשלב האנתנטי - תורמת מרדנטיט, מיקרו-מבנה המעביר שיקולים יוצאי דופן וכוח.תוכן פחמן של הפלדה הוא הגורם המשפיע ביותר השולט היווצרות מרטן, המבנה הסופי שלה, וכתוצאה מכך מספק מאמר מקיף של מערכת יחסים מכנית פחמן, בין פחמן, לבין חומר נפץ, לבין חומר מכני, לבין ייצור פחמן, מערכת יחסים מכני, לבין פחמן של פחמן, מערכת יחסים מכנית, לבין חומר מכנית, פלדה, לבין חומר נפץ, מערכת יחסים מכנית, אשר מכסה, לבין פחמן של פחמן של פחמן של פחמן של פחמן של פחמן של פחמן של פחמן של פלדה, הוא הגורם המשפיע ביותר, הוא הגורם המשפיע ביותר, הוא הגורם המשפיע ביותר, מערכת יחסים מכנית, מערכת יחסים מכנית, מערכת יחסים מכנית, לבין ייצור פחמן של פחמן של פחמן של פלדה, מערכת יחסים מכנית, מערכת יחסים מכנית, הוא הגורם המשפיע ביותר, היא הגורם המשפיע ביותר, מערכת יחסים מכנית, אשר מעצמה, בין מערכות יחסים מכנית, הוא הגורם המשפיע ביותר, אשר מעצמה, אשר הוא הגורם המשפיע ביותר, אשר מורטט, אשר מעצמה,

חידושים של Martensite Formation Fundamentals

Martensite הוא שלב metastable שנוצר על ידי מבנה דיפוזיה, שהיא מונעת מעוקב ממוקד פנים (FCC) austenite לטטטרהגון גוף (BCT) המבנה (BCT) ,השינוי המהיר (הפחתת זמן נסיעה על סדר של 100 מעלות צלזיוס / s ל 1000 ° C /s בהתאם לתוכן פחמן) מדכא את הטבול של אטומים לינאריים לא רק עם מחסנים על פני פחמן / מחסנים של פחמן (לאטיסה) עם מחסנים אטמיים חריפים).

מאפיינים מרכזיים של מרטן כוללים את acicular (כמו-כמו) מורפולוגיה, צפיפות דיסקלוק גבוהה, ומבנה תת-קרקעי דק של תאומים או laths. המורפולוגיה עצמה תלויה בתוכן פחמן: פלדות פחמן נמוך (ב 0.4% C) נוטים ליצור la martensite עם לוחיות מקבילים, בעוד פלדות פחמן גבוהות (abo 0.6%) לייצר צלחת עם ttite ישירות כדי להתאים את המשתנים.

כיצד פחמן תוכן גובר על הטרנספורמציה

פחמן כמרכיבה בין-תחומית

אטומי פחמן כובשים אתרי titial בתוך ה-FCC austenite lattice. במהלך quenching, פחמן לא יכול לטבול מספיק מהר כדי ליצור מלטיט (Fe3C) או אחרים carbides; במקום זאת, הוא נשאר לכוד, הטלת עיוות tetragonal חמור. תואר של tetragonality (c / יחס) עולה מ- 1.0C בערך.

הקשר בין תוכן פחמן לטמפרטורה של גב' הוא קריטי ומבוסס היטב: כל עלייה של 0.1% בפחמן מפחיתה את גבה בכ-30-40 מעלות צלזיוס. נוסחאות אמפיריות כמו משוואה אנדרוס:

(FLT:0)Ms ( ° C) = 539 - 423(%C) - 30.4(% Mn) - 17.7(%Ni) - 12.1(%Cr) - 7.5(%) + ...

כך, פלדה פחמן רגילה עם 0.8%C יש גבה בסביבות 200 מעלות צלזיוס, בעוד פלדה 0.2%C יש גבה קרוב 500 מעלות צלזיוס. הטמפרטורה המרטן (Mf) היא בדרך כלל 200-250 מעלות צלזיוס מתחת גבה, אם כי בפלדות פחמן גבוה Mf עלול ליפול מתחת לטמפרטורת החדר, מה שמוביל לאטמוספירה.

שיעור קירור קריטי ויציבות

כדי ליצור מרטיניט, שיעור הקירור חייב לעלות על שיעור הקירור הקריטי (CCR) - השיעור המינימלי שממנע מטרנספורמציות דיפוזיה הנדרשת לפניניט או ביניט. תכולת פחמן גבוהה משפיעה מאוד על משמרת הפחמן העליון של ה- CCR (CCR) לאפסדאין פניני של שינוי קירור מתמשך (CC) לתקופה ארוכה יותר, מה שהופך את זה קל יותר להשיג מרטן מלא עם כאבי בטן איטיים (למשל, שמן Cvdenite), לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, כמו CCR, לעומת זאת, לעומת זאת, לעתים קרובות יותר, לעומת זאת, CCR גבוה יותר, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת כל חומר ניקל גבוה יותר, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, CCR.

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

הערה: תוספות אלו יכולות לשנות באופן משמעותי את טווחים אלה, לפרטים נוספים, לראות את החום של ההרחבה:0ASM International's Heat Treatmenting ResourcessFLT:1.

תכולת פחמן ונכסים מכניים של מרטינט

קשיחות וכוח

קשיחות מרטן מוקפת פחמן היא בערך ליניארית עם תוכן פחמן עד 0.8%C. משוואה קלאסית היא:

(הופנה מהדף HRC) ⁇ 60 ⁇ (%C) + 20 (לתוכן פחמן עד 0.8%)

לכן, ב-0.2% C קשיחות היא בערך 47 HRC; ב 0.8%C היא מגיעה בערך 67 HRC. Beyond 0.8%C, מישורים קשים כי פחמן נוסף נשאר פתרון אבל הtetragonality הגוברת מוביל microcracking ושמרה austenite. Tensile עולה באופן דומה מ-1,000 MPa עבור 0.2% C ממרטן ליותר מ -2,500 MPa עבור פחמן גבוה פחמן.

דוקטריות ואומץ

מרטן הוא שופע מטבעו בשל המבצר המעודף שלו, לחצים פנימיים גבוהים, ואת נוכחות של אזורים תאום (במיוחד בפלדות פחמן גבוהות) נמשך לשבר טיפות מ - 10-15% ב lath la Martensite נמוך פחות מ-1% במשטח גבוה פחמן דו-קרבן.

Retained Austenite

תוכן פחמן גבוה מייצב את אוסטנטי לטמפרטורות נמוכות יותר, כלומר טמפרטורת Mf יכולה ליפול מתחת למעום. כתוצאה מכך, חלק קטן של אנתנטית נשאר ללא שינוי לאחר הנקה.לדוגמה, פלדה של 1.0%C עשויה לשמור על 10-30% austenite.שלב רכות זה יכול להפחית את הקשידות הכוללת ולגרום לאי יציבות תת-ממדית (cogenic) טיפול מרובים כדי לשפר כמות קטנה יותר של פלדה (pite) או יותר של כמה מחזורים (pite) עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם כמות קטנה יותר של פחות מכמות גבוהה יותר של פלדה (ptenustustustenustite) הוא פחות מכמות גבוהה יותר של כמות אחת (ptenustenustenustenustenustenustenus יותר של פחות) או יותר של כמות אחת) או יותר של פלדה (pite) או יותר של פלדה (ptenus יותר של כמות אחת) הוא יותר של פלדה (ptenus יותר של פלדה (ptenustenus יותר של פלדה מספר מחזורים) הוא פחות או יותר של פלדה (ptenustenustenustenustenustenustenustenustenustenus יותר של כמות אחת) הוא פחות) הוא פחות או

תהליכי עיבוד מעשי

בחירת שאילתות בינוניות

(FLT:0) פלדות פחמן (0.02-0.3% C): FLT:1 דורש קירור מהיר (למשל, קרחונים או מים) כדי להגיע ל- CCR; גם אז, מלא מטבול יכול רק להיות מושג רק בחלקים דקים.
(FLT:0Medium-carbon Steels (0.3-0.6% CIR): ריצוף מים 1:1 נפוץ, אבל שמן ניתן להשתמש עבור ⁇ עם קשיחות משופרת. טמפינג חיוני כדי להשיג תכונות מאוזנות עבור רכיבים מבניים כמו פירים ומכשירים.
(FLT:0) פלדות פחמן גבוהות (0.6-1.2% CIR): ריצוף שמן 1:1 הוא אופייני להימנע מסדקים מהלם תרמי.

תגובה מתעתקת

מטבוליט מתמרניץ גורם למשקעים של נגרמי מעבר (ε-carbide בפחמן נמוך יותר, מלטיט בפחמן גבוה יותר), שחזור של פירוק, והפחתה של מתחים שאריות. טיפות הנוקשות המקוצרת במהלך מזג האוויר הוא תלולה יותר עבור פלדות פחמן גבוהות יותר כי פחמן על-טבעי יותר זמין כדי ליצור carbides. עם זאת, מתפתלת מתרחשת בסגסוגת המכילה carbide חזק יותר כמו C600 ק"מ"מ.

אלמנטים מזויפים וממשקים שלהם עם פחמן

תוספת של אלמנטים סגסוגת משנה את הטרנספורמציה המרטינה במספר דרכים:

(ב) ב-[[1924]] וב[[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]
(FLT:0)Chromium ו Molybdenum: ⁇ 1) שיפור קשיחות, המאפשר שמן quenching עבור פלדות פחמן גבוה.הם גם לקדם היווצרות carbide במהלך המזג.
(ב) [17]0 ,Vanadium ו טיטניום:FLT:1 , טופס מטענים בסדרי כי למקם גבולות דגנים ולחדד את גודל החבילה.
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

לדיון מעמיק באפקטי ⁇ , מתייחס למאמר המנטרה:0 (הכולל מאמר על קשיחות FLT:1).

בחירת התוכן הנכון של פחמן עבור יישומים

מהנדסים להתאים את התוכן פחמן לדרישות שירות:

(FLT:0)Low Carbon (0.05-0.25% C) - פלדה מעכבת מקרה: FLT:1 Core נשאר קשה; פני השטח הוא מכוער ל 0.8-1.0%C ונקב לייצר מקרה קשה, בישולי, דוגמאות: ציוד מכובש, משחיתות, מטעים.
(FLT:0Medium Carbon (0.3-0.5% C) - פלדה מרופדת ומנוחת:03FLT:1 מציע כוח, קשיחות ועייפות התנגדות לחרדות, חיבור מוטות, ברגים וחלקי מכונה.
(FLT:0) פחמן גבוה (0.6-1.2% C) - פלדה בעלת פצעים וכליים: ph1 לספק קשיחות מקסימלית לאחר ריצוף ומזג, אם כי עם הקלה בלחץ זהיר בשימוש עבור מת, סכינים, razors, כלי ייצור קר, וחוטי מעיינות.
(FLT:0) פחמן גבוה (1.2-2.0% C) - יישומים מיוחדים:FreaLT:1 בשימוש נדיר בשל בריחת יערות קיצוניים; עשוי להיות מעובד באמצעות אבקת מתכתלורגיה או טיפולים חום מיוחדים עבור רכיבים גבוהים.

מסקנה

התוכן פחמן של פלדה הוא המאסטר משתנה שליטה היווצרות, המבנה הקריסטל שלה, ואת המאפיינים מכניים הממציאים.מעבור את הטמפרטורה ואת שיעור קירור קריטי כדי לגוון קשיחות, פשטות, ושמר austenite, תפקידו של פחמן הוא יסוד עבור שיטות טיפול חום ומהנדסי עיצוב. על ידי הבנה של בין פחמן, ⁇ אלמנטים, ו queing פרמטרים, יצרנים יכול באופן עקבי לספק את הביצועים של פלדה עם חומר חזק של חומר נפץ חזק.

לקריאה נוספת על טכניקות טיפול חום מודרניות, ראה את ה-FLT:0Industrial Heating Library FLT:1 וסטנדרטים רלוונטיים של FLT:2AS International EvolutionFLT 3: 3.