דיאגרמת שלב הברזל עומדת כאחת הכלים הבסיסיים ביותר במדעי החומרים ומטלורגיה, המספקת מפת דרכים להבנת אבולוציה המיקרו-מבנהית של פלדות ומציקה ברזל כפי שהם מגניבים מטמפרטורות גבוהות.בין המיקרואורגניזמים הרבים שיכולים לפתח - פליליט, מרעישומי פחמן, ו- fernite תופסת עמדה ייחודית לאחר היווצרות המתכת האמריקאית אדגר קליבר, אשר מזהה את צורות הבטריות איטיות של ברזל, אשר אינן מדויקות יותר, אשר מכילות, אשר מכילות של צורות קירור בינוניות, אשר מכילות, אשר מכילות, אשר מכילות, אשר מכילות, אשר מכילות, אשר מכילות, אשר מכילות, אשר מכילות, אשר מכילות צורות של צורות קירור איטיות יותר, אשר מכילות, אשר מכילות, אשר מכילות, אשר מכילות, אשר מכילות צורות של פנינה של פנינה של פנינה אינטראקטיביות, אשר מכילות, אשר מכילות, אשר מכילות, אשר מכילות, אשר מכילות צורות קירור איטיות, אשר מכילות, אשר מכילות, אשר אינן מוגדרות, אשר מכילות צורות קירור איטיות, אשר אינן מוגדרות, אשר אינן מוגדרות, אשר אינן מדויקות יותר ויותר, אשר אינן מוגדרות, אשר אינן מוגדרות בצורות של צורות של צורות

שלב הברזל-Carbon Diagram: A Foundation for Phase Transformations

דיאגרמת שלב הברזל היא אבן הפינה של טיפול בחום פלדה.Itמפות את השלבים היציבים - טקסט (α-iron), austenite ( ⁇ -iron), מלטיט (Fe3C), ונוזל - כמו פונקציות של טמפרטורה ותוכן פחמן (בדרך כלל סגסוגת עד 6.67 שדות פנינה רציפה, הרכב של מלטיט).

גילוי ומעמד של ביניט

(ג'ו) אדגר ביין ועמיתו E. S. Davenport תיאר לראשונה את הבסטיניט בשנות ה-30, תוך כדי לימוד הפירוק העילום של אוסטנטי (Austenite) , הם הבחינו במיקרו-מבנה בין פניניט לבין מרטט, נבדל בהיעדר מבנה הבזיליקה הלוויית והיווצרותו בטמפרטורות מתחת ל"לא"לא" אלא מעל ההתחלה המנשט (M) מסווגת כעת לשני סוגים עיקריים:0-Flowerin) טמפרטורות:2:

ברייט עליון

צורות ביטי גבוהות בטווח הטמפרטורה הגבוהה של כ 450 מעלות C עד 550 מעלות צלזיוס זה מורכב דגנים דמויי ferrite בצורת lath מסודרים בחפיסות, עם חלקיקים מלטיטים precipitated בין laths.הטרנספורמציה היא diffusion- מבוקרת אבל עם דיפוזיה פחמן מוגבלת: מחיצות פחמן מרעישות supersated לתוך atenus הנותרים, אשר אז detraite מיקרוסקופית לעתים קרובות תחת ⁇ חזק יותר מאשר ⁇ גבוהה.

המונחים: Lower Bainite

צורות ביטי נמוך יותר בטמפרטורות נמוכות, בערך 250 מעלות צלזיוס ל 450 מעלות צלזיוס.כאן, דיפוזיה פחמן הוא אפילו יותר מוגבל, והטרנספורמציה כוללת מנגנון היררני כדי ליצור מרטט, ואחריו דחיית פחמן ומשקעים של חלקיקים מלט דקים (FLT:0withinFLT:1 לוחיות ההסתה התחתונה.

TTT Diagram and Bainite Formation Kinetics

דיאגרמת הזמן-temperature-transformation (TTT) חיונית להצגת הבסטיניט. עבור הרכב פלדה נתון, ה-TTT דיאגרמות מתחוללות להתחיל ולסיים עקומות על טמפרטורה לעומת צירים בזמן יומן יומן (האטוסטניט מחומם לראשונה לתוך אזור ⁇ חד-פעמי, ואז קר במהירות לטמפרטורה מסוימת הואמית.

(האף הבסטיני מתרחש בזמנים קצרים משמעותית של טרנספורמציה מאשר האף פניני, כלומר כי ביניט ייווצר ראשון אם הפלדה מוצפת לטמפרטורה באזור הבסטיניטי, אם קצב הקירור איטי מדי, צורות פניניות במקום; אם מהר מדי, פלדה עקיפה הן ומייצרת מטבוליטים (ב) את הפער בין העשבבים הפנינה לבסטיים ידוע בשם "Firi" (Fallowi) ו-" (Ric) בין שני מרכיבים קלים יותר מסגסוגת ניקל (מפרקים) לבין ⁇ (Tunite) לבין ⁇ ) לבין כל אחד מהם).

טרנספורמציה קולית רציפה (CCT) דיגרמה

בפרקטיקה תעשייתית, קירור הוא לעתים רחוקות מאוד הוא אחרמל.דיאגרמות CCT להראות התנהגות טרנספורמציה תחת קירור מתמיד של האזור austenite. עקומות CCT משתנות לזמנים ארוכים יותר וטמפרטורות נמוכות יותר בהשוואה לעקומת TTT כי קירור מתמשך מדכא טרנספורמציה עד להורדת נפח לחץ דם בפועל הוא להגיע.עבור תעתיקות ביוט במהלך קירור מתמשך, שיעור הקירור חייב להפריע לאזור הבסטי אבל לא קבוע או אזורי קירור קצרים יותר (מדומים), כך קובע את פניניים ריקים יותר).

המונחים: aoverning Bainite Formation

כמה גורמים משפיעים על הצורה הבסטיניטית, על המורפולוגיה שלה ועל המאפיינים הסופיים שלה:

  • (FLT:0) תוכן קרבון: FLT:1 פחמן הוא הנהג העיקרי. פלדה פחמן נמוך (0.1–0.3% C) נוטה לייצר ביניט עליון עם חלק גדול של ferrite; פלדה בינונית פחמן (0.3-0.6% C) יכול ליצור גם בישבן העליון התחתון; פלדות פחמן גבוהות (0.6-10%) לעתים קרובות דורשים שליטה על מנת למנוע פחמן גבוה יותר, כמו גם כן, למנוע פחמן גבוה יותר, להפחית את הטמפרטורה של פחמן גבוה יותר.
  • (FLT:0) אלמנטים של:0 (Alloying אלמנטים: FLT:1 אלמנטים כגון Manganese, chromium, ניקל, molybdenum, ו vanadium retard פנינייט ו bainite טרנספורמציה קינטית.הם משנים את האף הבסטיטי לזמנים ארוכים יותר ולעתים קרובות להרחיב את המפרץ בין פניניט ו bainite.
  • (FLT:0Cooling Rate וטמפרטורת ההחזקה השלילית:03:1 כפי שצוין, החזקת טמפרטורה בטווח הבסטיניט קובעת את סוג הבסטיניט. טמפרטורות גבוהות יותר באזור הבסטיניט מניבות ביאט עליון; טמפרטורות נמוכות יותר מניבות ביאט נמוך יותר. עבור הרכב נתון, הקשיות וכוח של ביניט גדל ככל שהשינוי יורד.
  • (FLT:0) גודלו של ההורה austenite:cioFLT:1) A קנס יותר לפני גודל גרגר הרחם תוצאות בחבילות ביניט משובחות יותר ו laths, שיפור הקשידות. דגנים coarse יכול להוביל חבילות גדולות כי להפחית את הגמישות הנכונה.
  • (FLT:0) Deformation:0) פיזור הפלסטיק של אוסטן לפני הטרנספורמציה מאיץ היווצרות ביניט וזיקוק את הטפר הבינציטי.זה מנוצל בעיבוד תרמומיאני (למשל, מבוקר מתגלגל) לייצר פלדות בימיניסטיות עם כוח גבוה מאוד.

תכונות מכניות של Bainite

Bainite מציע תיק מדהים של תכונות מכניות שהופכות אותו אטרקטיבי עבור יישומים רבים.הטקס הדקה הפזורה תחלואה מפוזרים לספק כוח תשואה גבוהה - לעתים קרובות בטווח של 500-1200 MPa בהתאם לתוכן פחמן וטיפול חום - בעוד שמירה על טוב דקטיות (אורך 10-20%) והשפעה על קשיחות נמוכה יותר מאשר bainite נמוך יותר כי אתרי הדקלקט דק יותר עם חץ דק יותר, לעתים קרובות, כמו חץ העליון של טמפרטורות גבוהות יותר.

היחסים בין קשיחות לטמפרטורת הטרנספורמציה הם מונוטוני: טמפרטורות הטרנספורמציה הנמוכות לייצר ביניט חזק יותר בשל מיקרו מבנים דקים יותר ו supersaturation פחמן גבוה יותר בפרוט. לדוגמה, 300 מעלות צלזיוס הוא אחרמאל החזק עלולים להניב קשיחות של 400-500 HV, בעוד ש- 500 מעלות צלזיוס מחזיקות 250-350 HV לובש התנגדות גם משפרת את הטמפרטורות נמוכות יותר בגלל הפיזור הקשיח של החניכיים.

עם זאת, ביניט אינו נטול מגבלות.קשה שלו יכולה להיות נחותה לזה של מרטן ממוסמרט בעל מזג עדין באותה רמת כוח, במיוחד בפלדות פחמן גבוהות.יתר על כן, שינויים ביניטיים לעתים קרובות אינם שלמים - אוטנסיט מאוישים יכול להישאר, אשר עלול להוביל לאפקטים מפלסטיקה המושרה טרנספורמציה (TRIP) או להשפיע לרעה על יציבות ממדית של ausite נשמר באמצעות בחירה או לעתים קרובות.

טיפול חום מעבדים עבור Bainite

שני מסלולים עיקריים מייצרים מיקרו-מבנה בינארי:

Austempering

Austempering היא השיטה הישירה ביותר: פלדה היא מואצת, ולאחר מכן מכווצת לטמפרטורה מעל לנקודה גב 'ה מוחזקת באופן שונה בטווח הטרנספורמציה הבסטייט עד שהפירוק הושלם, ולאחר מכן קריר לטמפרטורת החדר.יתרונות כוללים עיוות מינימלי וסדקים, קשיחות אחידה, ושיפור בהשוואה למזג אוויר רגיל ומזג אוויר atemping משמש עבור כלי מתכת, כגון: 4 ק"מ, 000 ליטרים או 4 ליטרים.

Cooling (בימוי ופיתוי)

במקרים מסוימים, ביניט יכול להיווצר במהלך קירור מתמשך אם שיעור הקירור נשלט בקפידה.לדוגמה, פלדה בינונית-כלוי נמוכה מצופה שמן עשוי לייצר מבנה בישינט מעורבב.מזג תת-קרקעי יכול באופן חלקי להפוך את המרטן למזג אוויר מתוח, תוך השארת ביניט במידה רבה ללא שינוי.

Austempered dutile Iron (ADI)

ADI הוא מעמד ייחודי של חומר שבו ברזל מטיל דוקטרילי הוא מוקרן לייצר מריצה של ferrite ביניסטיטי ושמר austenite (ausferrite) ADI מציע יחסים מצוינים למשקל, ללבוש התנגדות, וקיבולת לחות, מה שהופך אותו פופולרי עבור מכונות כבדות, רכיבי השעיה רכב, ויישומים צבאיים.

יישומים של Bainite בתעשייה המודרנית

השילוב הייחודי של כוח, קשיחות, ולבוש את ההתנגדות מציב פלדות ביניסטיות במגוון רחב של יישומים:

  • (FLT:0) מרכיבים קטריים: 1FLT:1 Gears, פירים, גרזן, ו crankshafts לעתים קרובות להשתמש פלדה בינארית.היכולת להשיג קשיחות גבוהה ללא עיוות מופרז הוא קריטי עבור חלקים מדויקים. ADI משמש בחיקשות כבדות, שליטה בנשק, וגלגלי רכבת.
  • (FLT:0) כלי ייבוש ומת: FLT:1 פלדה כלי כגון A2, D2, ו- S7 יכול להיות מנוסד לייצר מריצה ביניסטית שמתנגדת לשבב וסדקים במהלך השירות.
  • (FLT:0) סטריקטאל ויישומים כרייה: FIRLT:1 , גבוהה סטרנגית נמוך כלוי (HSLA) פלדה עם ⁇ ביסטיטית משמשים פלדה, כלי לחץ וציוד כרייה.
  • (FLT:0) מרחב והגנה: FLT:1Building רכיבי ציוד, כריות טילים ושורף ממון היתרונות מן הקשידות והעייפות של ביניט נמוך יותר. כמה פלדה גבוהה במנועי כמו 300M (מתונה AISI 4340) מטופלים בחום למבנה בינארי או מרטיניטי-ביניטי.
  • (ב) ⁇ :0) ו-Materners: (FLT:1 , מחטים רולר, וחצים כבדים הם לעתים קרובות ממושכים כדי להשיג מבנה ביטי אחיד שמתנגד לעייפות מגע מתגלגלת והתגלמות מימן.

פיתוח מודרני וכיוון מחקר

מחקר ב-Binite ממשיך להתפתח.אחד החדשנות הבולטת הוא FLT:0 nanostructured bainiteFLT 1, שפותח על ידי פרופ ' H. K. H. Bhadeshia ועמיתים באוניברסיטת קיימברידג '.על ידי שימוש בסגסוגת פחמן גבוהה, גבוה-silicon פלדה (למשל, 0.8% C, 1.5%, 1 Si, 1.5%, 0.3%) ו-250 אחוזים) לעתים קרובות יותר מ"מאטמן, 000) עם טמפרטורות איטיות (מחוספס"ד"ד) ו-250) עם ירידה גבוהה יותר ויותר גבוהה יותר ויותר) עם ירידה של פלדה, 000.

כלים לסימולציה מאפשרים כעת למהנדסים לחזות היווצרות ביניט באמצעות מסדי נתונים תרמודינמיים (למשל, Thermo-Calc, Dictra) ומודלים קינטיים. כלים אלה משלבים את הדיאגרמת שלב הברזל-פחמן, קידוד דיפוזיה, וקנטינים לייעל את לוח הזמנים של טיפול בחום.הביקוש הגובר לחומרים חזקים אך חזקים בתחבורה ואנרגיה מתחדשת מבטיח כי ביאטיט יישאר ממוקד של מתכת מוחלשת מתכת מוחלשת.

מסקנה

היווצרות של ביניט, כפי שמובנים באמצעות דיאגרמת שלב הברזל-פחמן והרחבות הקינטיות שלה (TTT ו- CCT דיאגרמות), ממחישה את הממשק המדהים בין התרמודינמיקה והעיבוד.על ידי שליטה על תוכן פחמן, תוספות סגסוגת, והיסטוריה תרמית, מהנדסים יכולים לתפוס מיקרו-מבנית מעשיים שמקיפים טווח רחב של כוח, קשיחות, וללבוש התנגדות מהעבודה המוקדמת של Bain-in-ה, כדי ליצור חומרים מודרניים, הוא רק חומר מכני, הוא רק עבור עיצוב יעיל, לא רק עבור פיתוח מכני, הוא רק עבור חומרים מכני, עיצוב יעיל, עיצוב יעיל, הוא רק עבור פיתוח לייזר, עיצוב יעיל של חומר מכני, הוא רק עבור פיתוח לייזר, הוא רק עבור פיתוח, הוא רק עבור חומרים מכני, הוא רק עבור פיתוח פלדה, הוא רק עבור תכונות מכנית, עיצוב יעיל של חומר ניקוי מודרני, הוא רק עבור פיתוח פלדה, הוא רק עבור פיתוח יעיל של חומר מכני.

(ב) ◄ .

  • ASM International:0ASM International - חומרים מידע
  • אוניברסיטת פלדה (World Steel Association): ⁇ 0 steeluniversity.orgFLT 1
  • שלב דיאגרמה ו-Alloying:0) אוניברסיטת קיימברידג' - Iron-Carbon Phase DiagramFLT 1
  • מחקר של H. K. H. Bhadeshia:0Bainite - A Review by BhaishiaFLT 1
  • (מאט) (מאט) (מאט) (מאט) (מאט) (מאט) (MatDat) - חומר של נכס נתונים עתיר (איור 1)