מדע הטרנספורמציה המרטינה במהלך הסידור

טרנספורמציה מרגנטית מייצגת את אחת התופעות המרתקות והתעשייתיות ביותר במדעי המתכת והחומרים.טרנספורמציה זו ממלאת תפקיד מרכזי באבולוציה המיקרו-מבנהית ובפלסטיקה של חומרים הנדסיים רבים, שינוי יסודי כיצד מתכות מופיעות תחת לחץ, ללבוש, ותנאים קיצוניים.הבנת המדע המורכב מאחורי טרנספורמציה מרגנטיתמטית במהלך הניקוי הוא חיוני עבור מטלורגיסטים, מהנדסים, יצרנים המבקשים אופטימיזציה לנכסים מכניים וסגסוגת אחרים.

תהליך של טרנספורמציה מרטינסיטית מהפכה תעשיות החל ייצור רכב להנדסת אוויר, בנייה וייצור כלי.זה תהליך המתרחש בשבריר שנייה ועדיין יש פוטנציאל לשנות באופן קיצוני את המאפיינים של מתכת.זה מחקר מקיף מעמיק לתוך המנגנונים הבסיסיים, שינויים גבישיים, עקרונות תרמודינמיקה, ויישומים מעשיים של טרנספורמציה מרטינית במהלך דחיסה, מתן הבנה מקיפה של תהליך מתכתי קריטי זה.

הבנה של טרנספורמציה מרטינה: יסודות

התכתבות היסטורית וגילוי

הטרנספורמציה המבנית המעורבת בקירור מהיר של ברזל ופלדה נחקרה לראשונה על ידי אדולף מרטן בסוף המאה ה-19.גילוי התאריכים המרטינה בחזרה למטולורגיסט הגרמני אדולף מרטס, שזיהה את השלב החמקמק בסוף המאה ה-19. מאז גילוי פורץ דרך זה, ההבנה של טרנספורמציה מרטינסית התפתחה באופן משמעותי, נע בין תצפיות אמפיריות למודלים מתקדמים על ידי טכניקות מתקדמות.

המונח "מרטן" היה במקור מטבעו כדי לתאר את ההקצאה המפוזרת הנוקשות והנקיה שעולים בפלדות שנבעות בקירור מהיר, ופיתח לכלול את המוצר המתהווה משינויים כאלה באופן כולל יותר.מה החל כתצפית מסוימת בפלדה הורחב כדי לכלול שינויים דומים במערכות חומרים אחרות.

Defining Martensitic Transformation

טרנספורמציה מרגנטית היא מעברי שלב דיפוציאליים המתרחשים בסגסוגת - בעיקר בפלדה - כאשר הם מתקררים במהירות מטמפרטורות גבוהות. הגדרה זו מדגישה כמה מאפיינים קריטיים שמבחינים שינוי מרטינסיטי משינויים אחרים בשלבים במטולורגיה.

שינויים מרטינסיטיים הם דיפוציאליים ומאופיין על ידי תנועה קולקטיבית של אטומים על פני מרחקים כי הם בדרך כלל קטנים יותר מאשר אחד הקרוב ביותר-neighbor ספאcing.בניגוד לטרנספורמציות שלב אחרות המאופיינת על ידי diffusion של אטומים, טרנספורמציה מרטינסיטית מתרחשת באמצעות שינוי שיתופי של אטומים על פני מרחקים קצרים מאוד. הבדל יסודי זה מוביל לסינטיקה שונה באופן דרמטי וכתוצאה מכך מיקרו-מבנה בהשוואה לטרנספורמציה מבוקרת.

זהו שלב ראשון של סדר ריצוף מוצק עם אופי displacive (ללא דיפוזיה אטומית) המורכב מעיוות אטיצ'י הומוגני המוביל למבנה הקריסטל החדש.האופי הדיספליבי אומר כי אטומים נעים אופנה מתואמת, צבאית כמו גם לא באמצעות דיפוזיה אקראית, ולכן חלק מהם מתייחסים אליהם כשינויים צבאיים, בניגוד לשינויים המבוססים על ידי פיזור אזרחי.

הטבע חסר הפזורה של הטרנספורמציה

האופי חסר הפזורה של טרנספורמציה מרטינסיטית הוא אחד המאפיינים המכוננים ביותר שלה.הטרנספורמציה היא דיפוזיה ללא כי המהירות של הממשק גדול יותר מאשר היכולת של אטומים, כגון פחמן, להתפוגג, וכתוצאה מכך, פחמן נשאר לכוד בפתרון מוצק, והשלב החדש נוצר באמצעות עיוות מתואמת, כוריאוגרפיה של התנועה האטומית ולא אטומית.

למרטן יש בדיוק את אותם יצירות כמו שלב ההורי שלה - פחמן במצב פתרון מוצק בשרידים אוסטנטי לשעבר במצב פתרון מוצק במרטן, ואת האטומי פחמן כובש בדיוק את אותם אתרי octahedral ב martensite כמו in octahedral אתרי במולידאז'ים במרכז הפנים ממטרה ללא דיפוזיה.

הצמיחה של שלב מרטן דורשת מעט מאוד אנרגיה הפעלה תרמית כי התהליך הוא טרנספורמציה ללא דיפוזיה, אשר תוצאות בטווח האחורי עדין אך מהיר של עמדות אטומיות, וידוע להתרחש אפילו בטמפרטורות בוכותרפיות. דרישה זו אנרגיה הפעלה נמוכה מסבירה מדוע שינוי מרטינסיטי יכול להמשיך במהירויות גבוהות מאוד ובטמפרטורות נמוכות מאוד שבו דיפוזיה יהיה קפוא למעשה.

שינויים קריסטלוגרפיים במהלך הטרנספורמציה מרטינסיבית

מתוך Austenite to Martensite: The Structural Transition

הטרנספורמציה המרטינית בפלדה כוללת שינוי מהותי במבנה קריסטל (Bain) (1924), הציב מנגנון לשינוי הפנים ממוקד אוסטנסיט לגוף במרכזו של צמח הטטטרהגוני בפלדות שבו השינוי המבני נחשב ליובאו על ידי עיוות הומוגני של ההנקה ההורית.זה היה על פני עשרות שנים אך ורק על ידי הבנה מרכזית של ההיבטים של הטרנספורמציה הקריסטלית.

השינוי מתחיל כאשר austenite, שלב יציב של פלדה, הוא קר מאוד, ואת המבנה העוקב ממוקד הפנים של austenite הופך למבנה tetragonal מעוות. כתוצאה של הריצוף, austenite מעוקב ממוקד הפנים הופך צורה גרוטנל מתוחה מאוד הנקראת מרעיש עם פחמן.

Martensite הוא פתרון מוצק על-חושי של פחמן בברזל שיש לו מבנה tetragonal ממוקד גוף, צורה מעוות של ברזל bcc.העיוותים הtetragonal נובע מהנוכחות של אטומי פחמן לכודים באתרים הבין-אישיים של המבנה ממוקד הגוף.זה מעניין לציין כי פחמן בפתרון מוצק בין-דתי מרחיב את fcc-cace ברזל, אך הוא נותן הרחבה אחידה, עם התרחבות לא-סימטרית, הוא מסוגל להגדיל את ה-ל.

Bain Strain ו- Lattice Deformation

הזן Bain הופך נכון את המבנה הקריסטלי של האנתנטיט לתוך זה של מרטן, וכאשר בשילוב עם סיבוב גוף נוקשה מוביל למערכת יחסים אוריינטציה נכונה.עם זאת, התיאור קריסטלוגרפיה המלא דורש יותר מאשר רק את הזן Bain.

מנקודת מבט קריסטלגרפית, השינוי של מבנה גבישי מתרחש על ידי עיוות אטיצ'י הומוגני, אבל מנוף נוסף של ⁇ , המתרחש על ידי חלק או על ידי תאום, יחד עם סיבוב נוקשה גוף צריך גם להיחשב כדי לשמור על השחלות של המטוס.זה פנומנולוגי של טרנספורמציה tensitic מספק מסגרת מתמטית ביחס לכל התכונות של השלב הדמוגרפיים של המוצר.

שינויים מרטינסיים מובאים על ידי תנועה של ממשק בין אב ושלבי מוצר, וככל שהממשק מתקדם, אטומים ב-Ha ההורה lattice חוזרים למבנה המועשר נוח יותר מבחינה אנרגטית. עקירת אטומים היא קטנה יחסית (פחות מגלישה בין-אטומית) בגודלם וללא שינויים בהרכב.

מבנה הממשק והמטוסים

הממשק בין שלב ההורה (austenite) לבין שלב המוצר (מבוגר) הוא מורכב על ידי מטוס invariant denoed כמו מטוס ההרגל (באופן כללי, עם אינדיקציות מילר לא רציונלי), והטרנספורמציה מתקדמת על ידי התנועה של מטוס ההרגל.המטוס הרגל הוא תכונה גבישית אופיינית כי נשאר בלתי מאויש ובלתי מחוספס במהלך הטרנספורמציה.

להיתות יש מטוס הרגל מוגדר היטב והם מתרחשים בדרך כלל על מספר גרסאות של המטוס הזה בתוך כל גרגר, ואת מטוס ההרגל אינו קבוע, אלא שינויים ככל שהתוכן פחמן גדל.

לוחיות מרטן הטופס באופן מיידי במהלך הריצוף המהיר ואת ממשק austenite / מרטיני דווח לנוע במהירות מתקרב למהירות של קול במתכת.זה מהירות גבוהה באופן יוצא דופן אפשרי כי ממשק הטרנספורמציה חייב להיות מאוד נייד ולהיות מסוגל לנוע ללא צורך דיפוזיה, ואת הממשק חייב להיות גליסול.

שינויים בנפח Shear Strain

למרטן יש צפיפות נמוכה יותר מאשר אוסטנטי, כך שהטרנספורמציה המרנטית מביאה לשינוי יחסי של נפח.הטרנספורמציה הפתאומית הזו מובילה להתרחבות נפח ועלייה משמעותית בנוקשות.

בעל חשיבות רבה יותר מאשר שינוי נפח הוא זן הרהר, שיש לו גודל של כ-0.026 והוא קובע את הצורה של צלחות של מרטיניט.בנוסף לשינוי בסימטריה גבישית, השינוי מביא על עיוות (בעיקר הרהר על המטוס) כמו גם שינוי נפח.

גבישי רק שנוצר מרטן הוא נע בין היתר מעל ומעבר לפני השטח של ההאוסטריט של ההורות על ידי הזאר, ואת השטח האופקי המקורי של אוסטנטה נוטה לאוריינטציה חדשה על ידי טרנספורמציה הירר, והוא בקלות נתפס כמו הקלה פני השטח המתרחש.זה הקלה פני השטח מספק ראיות חזותיות ישירות של הטבע של ההשראה.

תהליך הסידור: קירור מהיר לתצורת Martensite

מה זה Quenching?

בחומרים מדע, quenching הוא הקירור המהיר של פריט עבודה במים, גז, שמן, פולימר, אוויר או נוזלים אחרים כדי להשיג תכונות חומריות מסוימות. סוג של טיפול חום, quench מונעים שלא ניתן להחליש תהליכים דלת-טמפרטורה, כגון שינויים שלב, ממתרחש.

קונצ'ינג כרוך בקירור המהיר של מתכת כדי להתאים את המאפיינים המכניים של המדינה המקורית שלה, ולבצע את תהליך הניקוי, מתכת מחומם לטמפרטורה גדולה יותר מאשר של תנאים רגילים, בדרך כלל מעל טמפרטורת ההחזרות שלה, אבל מתחת לטמפרטורה ההיתוך שלה. Quenching הוא צעד חיוני בטיפול חום פלדה, שבו המטרה היא לקרר במהירות את השלב aenittic (מכוסה על ידי מתכת מסוימת) כדי להפוך את הטמפרטורה לטמפרטורה מסוימת.

במתכת, quenching הוא הנפוץ ביותר כדי להעמיס פלדה על ידי גרימת טרנספורמציה מרטן, שבו פלדה חייב להיות קרר במהירות דרך הנקודה eutectoid שלה, הטמפרטורה שבה austenite הופך בלתי יציב.המפתח לנקייה מוצלחת הוא להשיג קצב קירור מהיר מספיק כדי לדכא את הטרנספורמציות מבוקרות תחת שליטה דיפוזיה תוך קידום הטרנספורמציה המרטינית.

שלב ה-Austenitizing

לפני quenching יכול להתרחש, פלדה צריך להיות מחומם תחילה לאזור שלב austenitic.הצעד הראשון הוא לחמם את הפלדה ולאפשר לו לספוג בטמפרטורה מעל טמפרטורת המעבר האקלקטית, המהווה את הטמפרטורה שבה אטומים פחמן יכולים להתפוגג דרך הברזל, וזה מאפשר שינוי הברזל ממבנה גבישי ממוקד גוף (BCC) מכואב אל פנים ממוקד (Fite) aCC.

עבור רוב היישומים, הטמפרטורה המעמיקה היא בערך 25-30 מעלות צלזיוס מעל הטמפרטורה של Ac3. המתכת עשויה להיות מוחזקת בטמפרטורה זו לזמן קבוע על מנת שהחום "כ" חומר.זמן ההיתוך הזה מבטיח טרנספורמציה מלאה לאוסטנטיה וההתהוגניזציה של המיקרו-מבנה לפני הנקה.

הטמפרטורה והזמן של ההאצה הם פרמטרים קריטיים המשפיעים על המאפיינים הסופיים של פלדה quenched. טמפרטורות אינטנסיביות יותר יכול לפזר יותר מטענים לייצר אננס אחיד יותר, אבל טמפרטורות גבוהות יותר יכולות להוביל לגידול דגנים, אשר עלול להזיק לנכסים מכניים.הזמן ההיתוך חייב להיות מספיק כדי להבטיח טרנספורמציה מלאה לאורך כל החלק הצלב של החלק.

מדד Cooling Rate ו-CCT Diagrams

קצב קירור מהיר יותר מאשר שיעור קירור קריטי שלה להימנע מטרנספורמציה של אננס על ידי תהליכים דיפוזיה (לפניניט ו / או ביניט), אבל במקום זאת הופך למתח - מוצר עודף פחות מהפך.

קוץ מהיר מאוד הוא חיוני כדי ליצור מרטיניט, וכדי פלדה פחמן אקוטוני של סעיף דק, אם הquench החל 750 מעלות צלזיוס וסוף 450 מעלות צלזיוס מתרחש ב-0.0 שניות (קצב של 430 מעלות צלזיוס /s) לא פניניט ייווצר, ואת הפלדה יהיה מרטינסי עם כמויות קטנות של austenite נשמר.

דיאגרמות קירור רציף (CCT) הן כלים חיוניים להבנה ושליטה בתהליך הסינון. דיאגרמות אלה מראות את השלבים המהווים פונקציה של קצב קירור ולספק הדרכה על שערי הקירור הנדרשים כדי להשיג מיקרו-מבנה מסוים. אלמנטים של כלולים משנים את עקומות CCT לזמנים ארוכים יותר, מה שהופך את זה קל יותר להשיג טרנספורמציה מרטינסיבית עם שיעורי קירור איטי יותר.

מניעת טרנספורמציות בלתי צפויות

שאילתות עושות זאת על ידי צמצום חלון הזמן שבו התגובות הבלתי רצויות הללו הן חיוביות וקנטינות יחסית; למשל, הנקה יכולה להפחית את גודל הדגנים של חומרים מתכתיים ופלסטיק, להגדיל את הקשידות שלהם.הקירור המהיר בעצם "פינוקים" המבנה האנליטי הזמני הגבוה לפני שהוא יכול לשנות את האיזון לשלבים.

המהירות של קירור מונעת את האטומים החל לאחור כפי שהם במהלך קירור איטי. במהלך קירור איטי, אוסטנטית תשתנה כדי לפרט ולמלטיט (pearlite) או לבייט, בהתאם לטווח הטמפרטורה.השינויים אלה כרוכים דיפוזיה של פחמן ואטומי ברזל וכתוצאה מכך מיקרו-מבנה רך יותר.

אם קצב הקירור איטי יותר מאשר קצב קירור קריטי, כמות מסוימת של פניניט תיווצר, החל בגבולות הדגנים שבהם הוא יגדל לתוך הדגנים עד לטמפרטורה של גב', אז האנתנסיט הנותרים הופך למתחן בערך במחצית המהירות של הקול בפלדה. זה תוצאה חלקית של טרנספורמציה מיקרו-מבנה מעורבב מעורב עם קשיחות מופחתת לחלוטין בהשוואה למבנים מרטיניים לחלוטין.

קונצ'ינג מדיה: בחירה ואופייסטים

מים קווינצ'ינג

מים הם קו קסום מאוד, המציע את שיעור הקירור המקסימלי הגבוה ביותר של כל נוזל, וזה גם בשפע ופחות יקר בהשוואה לקוויקסמים אחרים. quenching מים מספק קירור מהיר מאוד, מה שהופך אותו מתאים לפלדות פחמן פשוט הדורשות שיעורי קירור גבוהים כדי להשיג שינוי מלא מרטינסיטי.

עם זאת, quenching מים יש חסרונות משמעותיים.בגלל עוצמת הקירור, בועות (הידוע גם בשם כיסים ריקים) יכול להיווצר על הפלדה וכתוצאה מכך הבדלים תרמיים על פני החלק העבודה, לשים את היצירה בסיכון של מתחים לא רצויים ועיוות מים מגניב את הפלדה מהר יותר, אבל עבור פחמן גבוה פלדה ⁇ , זה יכול לגרום סדק, אשר הוא הסיבה שמן משמש במקום.

הפתרון לאירוע טבעי זה הוא להרגיז את האמבטיה הקירור, ביעילות לשמור על המים נעים לשבור את הבועות, הידוע גם כמחסומים אדים, שמשרתים כמעין בידוד, שמירה על העבודה חם יותר ממה שהיא צריכה להיות ו להפריע לתהליך הניקוי.אגיטציה היא קריטית להשגת קירור אחיד ומניעת כתמים רכים בחלקים מכוסי מים.

זהו תהליך הריצוף האגרסיבי ביותר, מתן קצב הקירור המהיר ביותר, והוא מתאים למתכות הדורשות קשיחות מקסימלית אבל יכול גם להגדיל את הסיכונים של סדקים ועיוות.חומרת השקיה במים הופכת אותו לבלתי מתאים עבור גיאוגרפיות מורכבות או פלדות מסגסוגת גבוהה שבו הסיכון לפצח גבוה.

שמן קונצ'ינג

quenching שמן מספק שיעור קירור איטי יותר מאשר מים quenching, להפחית את הסיכון של סדקים ועיוות בתהליך הסינון. שמן להפחית ⁇ s תרמי במהלך קירור, אשר מוריד מתח פנימי ומשפר יציבות ממדית ועדיין תומך ביעילות הנוקשות בפחמן רבים פלדה סגסוגת, ובגלל איזון זה, שמן quenching משמש נרחב בפעילות טיפול חום.

פלדות פחמן, פלדה סגסוגת וכלי פלדה לעתים קרובות להסתמך על שמן quenching כי קירור מבוקר תומך קשיחות עקבית. quenching שמן הוא יתרון במיוחד עבור פלדה ⁇ שבו אלמנטים ⁇ להפחית את שיעור קירור קריטי, מה שהופך את קירור איטי יותר של שמן מספיק כדי להשיג טרנספורמציה מרטינסיטית.

ה-quקסם הוא בדרך כלל פחות מ 80 מעלות צלזיוס לשמן, ובטמפרטורה מחממת לקוויקס מבוססי מים (מים, רזים ופולימרים) הטמפרטורה של המדיום המסתובב משפיעה על המאפיינים הקירור שלה, עם טמפרטורות גבוהות יותר בדרך כלל וכתוצאה מכך שיעורי קירור איטיים יותר. שמן דורש שליטה טמפרטורה, סינון, ומדורגת חמצון, ושיטות אלה להאריך את החיים הנוזליים ושומרים על עקומות יציבות.

המונחים: Quenching

ברנן הוא תערובת של מים ומלח, וזוהר מתקרר מהר יותר מהאוויר, מים ושמן.הסיבה לכך היא שתערובת מלח ומים מרתיעה את היווצרותן של גלובולים אוויריים כאשר הוא ממוקם במגע עם מתכת מחומם, כלומר יותר משטח המתכת יהיה מכוסה עם נוזל, בניגוד בועות אוויר.

באמצעות פתרון מים מלוח הוא מהיר ביותר וחמור ביותר, ואחריו מים טריים, פולימרים, שמן, האוויר מאולץ הוא איטי ביותר. ⁇ ⁇ ⁇ מספק את הקצוץ החמור ביותר ומשמש כאשר קשה מקסימלית נדרש ואת הסיכון של סדקים הוא מקובל.עם זאת, המהיר ביותר הוא לא תמיד הטוב ביותר במקרה זה; לפעמים quenching מהר מדי יכול לגרום סדקים.

פולימר קוואקס

quקסם פולימר הם פתרונות מבוססי מים המאפשרים שיעורי קירור מתאימים המבוססים על ריכוז, ומערכות פולימרים נבחרים לעתים קרובות כאשר חנויות צריכות גמישות על פני ציוני פלדה מרובים באותו פעולה. quכישוף פולימר מציעים קרקע ביניים בין מים לנפט, עם שיעורי קירור שניתן להתאים על ידי התאמת ריכוז פולימרים.

quכישוף פולימר מספק קירור אחיד יותר מאשר מים תוך מתן קירור מהיר יותר מאשר שמן. הם שימושיים במיוחד עבור חלקים עם גיאוגרפיות מורכבות שבו קירור אחיד הוא קריטי למזער עיוות.היכולת להתאים את המאפיינים קירור על ידי שינוי ריכוז הופך את הפולימרים qu קסום עבור מתקנים אשר מעבד מגוון של ציוני פלדה וחלק גיאמטריה.

גז ואוויר קווינצ'ינג

גז או אוויר quenching כרוך קירור המתכת באוויר או באמצעות גזים אינרט כגון חנקן, והוא מציע את קצב הקירור איטי ביותר בין כל אמצעי התקשורת המפחידים, מצמצם את הסיכון של הלם תרמי ועיוות. Air או גז quenching מספק איטי, מבוקר קירור, ומכיוון קירור הוא הדרגתי, אוויר ושקפת גז אינם בשימוש כאשר נדרשת התפתחות מהירה.

quenching גז משמש בעיקר עבור פלדה מסגסוגת גבוהה, שבו שיעור קירור קריטי נמוך מאוד בשל נוכחות של אלמנטים חזקים carbide-forming. פלדה אלה יכול להשיג טרנספורמציה מרטינית אפילו עם שיעורי קירור איטי המסופק על ידי גז quenching. אפילו קירור סגסוגת כזה לאט באוויר יש את רוב ההשפעות הרצויות של quenching; במהירות גבוהה מחלישה הרבה פחות בגלל חום במהירות גבוהה.

כמות והזדקנות

בחירתו של quכישוף ממלא תפקיד מכריע בתהליך הסינון, ואת התכונות התרמיות שלהם השפעה משמעותית על מהירות הריצוף, חומרת, ושיעורי קירור, ואת התכונות התרמיות - מוליכות, צפיפות ונוף - השפעה רבה על האופן שבו החום מועבר מן החלק המחומם למדיום הנקה וכמה מהר החלק הוא קריר (שיעורי הקול).

עצבנות נכונה היא חיונית להשגת שיעורי קירור אחידים ושליטה במהלך טיפול חום, וזריזות עוזרת להשיג תכונות חומריות עקביות ויציבות ממדית בחלקים מקוטבים על ידי הבטחת חלוקת טמפרטורה אחידה ושיפור יעילות העברת חום. אגיט שובר שמיכות אדים ומבטיח כי quקסם טרי מגע ברציפות את פני השטח, קידום קירור אחיד.

טמפרטורת האמבטיה היא גורם חשוב נוסף עבור "תהליך הסינון של התוספת", כפי שהיא משפיעה ישירות על הפחתת חום המקדם (HTC) ואת שיעורי הקירור שחווים החלקים מנוקבים. טמפרטורות אמבטיה גבוהות יותר להפחית את הטמפרטורה שונה בין החלק ל-quקסם, וכתוצאה מכך שיעורי קירור איטיים יותר.

טמפרטורות טרנספורמציה: גב' ו- Mf

טמפרטורת ההתחלה של Martensite (Ms)

התגובה המרטינה מתחילה במהלך קירור כאשר האנתנסיט מגיע לטמפרטורת ההתחלה המרטן (Ms), וההוראה של ההורה הופך להיות לא יציב מבחינה מכנית.טמפרטורת גב' היא פרמטר קריטי המגדיר מתי טרנספורמציה מרטינסיטית יכולה להתחיל במהלך קירור.

התגובה מתחילה בטמפרטורת התחלה מרטינית (Ms) שיכולה להשתנות על פני טווח טמפרטורה רחב מגובה של 500 מעלות צלזיוס גם מתחת לטמפרטורת החדר, בהתאם לריכוז של אלמנטים ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ in the Steel. Carbon ו- רוב ⁇ אלמנטים להוריד את הטמפרטורה, עם פחמן יש את ההשפעה הבולטת ביותר.

הטמפרטורה של גב' אינה מושפעת מקצב קירור - היא נכס תרמודינמי שנקבע על ידי הרכב של האנתנסיט. עם זאת, כמות המרטינה שצורות בכל טמפרטורה נתונה מתחת גבה תלויה בקצב הקירור. קירור מהיר הוא הכרחי כדי לדכא שינויים מתחרים ולאפשר את הטרנספורמציה המרטינה להמשיך.

הטמפרטורה הסופית של מרטן (Mf)

בעוד הדגימה היא מוקרן, אחוז גדול יותר של האנתנסיט הופך למתח עד לטמפרטורה הטרנספורמציה התחתונה Mf מגיע, שבו הזמן הטרנספורמציה הושלמה. ברגע שהגברת מגיעה, טרנספורמציה נוספת מתרחשת במהלך קירור עד התגובה מפסיק בטמפרטורת Mf.

בטמפרטורה זו כל האנתנסיט היה צריך להשתנות כדי מרטיניט אבל לעתים קרובות, בפועל, חלק קטן של האנוסטנטי אינו משתנה, ושברירי נפח גדול יותר של אוסטנטי נשמרים בכמה מפלדות מסגסוגת גבוהה, שבו טמפרטורת Mf הוא טוב מתחת לטמפרטורת החדר. Retained austenite הוא תכונה נפוצה בפלדות מכודות, במיוחד עם תוכן גבוה יותר או סגסוגת.

Retained Austenite

עבור פלדה אקוטואידית (0.76% C), בין 6 ל -10% של אוסטנטי, הנקראת austenite נשמר, יישאר, ואת אחוז עלייה של אננסים נשמרים מ 0% פלדה C, עד 13% נשמר austenite ב 0.95% C ו -30-47% שמרו austenite עבור פחמן 1.4%.

העוצמה של המרשל מופחתת ככל שהכמות של austenite נשמרת. Retained austenite הוא רך יותר מאשר ממרטן והוא יכול להפוך למתח במהלך השירות תחת לחץ או בטמפרטורות נמוכות, אשר יכול לגרום לאי יציבות ממדית. מסיבה זו, טיפול Cryogenic משמש לעתים כדי להפוך את austenite כדי למתח מתחת לטמפרטורה מתחת לחדר.

Athermal vs. Isthermal Transformation

התגובה המרטן בפלדות מתרחשת בדרך כלל באופן מקוצר, כלומר, במהלך קירור בטווח טמפרטורה שניתן להגדיר בדיוק עבור פלדה מסוימת. Athermal טרנספורמציה פירושו כי כמות המרטן שנוצר תלוי רק הטמפרטורה הגיעה, לא על הזמן המתקיים בטמפרטורה זו.זה בניגוד לטרנספורמציות אחרות כמו היווצרות ביאטיט, שבו כמות משתנה עם הזמן בטמפרטורה מתמדת.

האופי האבמאלי של טרנספורמציה מרטינסיטית משקף את האופי חסר ההיתוך שלו.מכיוון שאין דיפוזיה נדרשת, השינוי יכול להתקדם במהירות כמו הממשק יכול לנוע, שהוא למעשה מיידי על לוחות זמנים מעשיים.הטרנספורמציה מפסיק כאשר קירור מפסיק, וחדש כאשר קירור ממשיך, עם השבר משתנה רק על הטמפרטורה.

גורמים המשפיעים על הטרנספורמציה המרטינה

תוצאות קוליות

קצב הקירור הוא אולי הגורם הקריטי ביותר בקביעת האם הטרנספורמציה המרטינה מתרחשת.כדי להשיג את התגובה המרטינה, בדרך כלל הכרחי עבור פלדה להיות קריר במהירות, כך שהאוסטרט metastable מגיע גב 'אם קירור הוא איטי מדי, דיפוזיה מבוקרת שינויים יתרחש לפני הטמפרטורה הגיעה, למנוע שינוי מרטיני.

קצב הקירור הנדרש תלוי מאוד בהרכב פלדה.פלות פחמן בינוני דורשות שיעורי קירור מהירים מאוד, לעתים קרובות ניתן להשיג רק עם מים או quenching. Alloy פלדה יש שיעורי קירור קריטיים נמוכים יותר בשל ההשפעה של אלמנטים סגסוגת בגלגולים מבוקרים של דיפוזיה, המאפשר שמן או אפילו אוויר queing לייצר מבנים מרטיניים.

שיעור הקירור משפיע גם על אחידות השינוי לאורך כל החלקה של חלק.חלקים מקלייר קרירים יותר לאט במרכז מאשר על פני השטח, אשר יכול לגרום מיקרו-מבנה מעורב עם מרטן על פני השטח ושלבים רכים יותר בליבת.זה היא הסיבה שקשה - היכולת ליצור מרטן לאורך כל המחזור - הוא שיקול חשוב בבחירת פלדה.

Alloy הנקה ו- Carbon Content

הטרנספורמציה המרטינה מושפעת מאוד מהרכב הכימי של הפלדה, ופחמן משחק תפקיד מכריע כאשר הוא מגביר את הקשות של מרטינוט.פחמן הוא האלמנט החשוב ביותר המשפיע על הטמפרטורה של גבה ואת הקשיות של המנטרן וכתוצאה מכך.

השלב המרנטי של הפלדה הוא עלבון בפחמן ובכך עובר פתרון מוצק חיזוק.אטומי הפחמן לכודים באתרים הבין-תחומיים של המבנה הטטטרגונלי ממוקד הגוף יוצרים עיוותים חמורים אשר מעכבים את תנועת פירוק הפירוק, וכתוצאה מכך קשיחות גבוהה וכוח.

תכולת הפחמן של פלדה היא הגורם העיקרי בקביעת טמפרטורות, פעמים, רמות של קשיחות ונוקשות שהושג על ידי quenching ומזג, ו עבור פלדה פחמן נמוך ובינוני, quenching ומזג באופן משמעותי משפר את גם את הקשיות ואת הכוח, וככל שהשיעור של פחמן עולה, פלדה טיפול חום נוטה להיות יותר מלוטש אבל יותר לביש.

עבור פלדות ⁇ , נוכחות של אלמנטים כמו Manganese, chromium, ניקל, ו molybdenum משפר את היתרונות של quenching ומזג. אלמנטים ⁇ אלה משפיעים על הטרנספורמציה בכמה דרכים: הם מורידים את הטמפרטורה, להפחית את שיעור הקירור הקריטי, להגדיל את הקשידות, ויכולים ליצור carbides המשפיעים על התכונות הסופיות.

בסגסוגת פלדה עם מתכות כגון ניקל ומניגנז, הטמפרטורה eutectoid הופכת הרבה יותר נמוך, אבל המחסומים הקינטיים לשינוי שלב נשאר אותו הדבר, וזה מאפשר quenching להתחיל בטמפרטורה נמוכה יותר, מה שהופך את התהליך הרבה יותר קל. פלדה מהירה גבוהה גם הוסיף tungsten, אשר משמש כדי להעלות מחסומים קינטיים, אשר בין אפקטים אחרים, נותן תכונות חומר (ness ו anbrasion) כי הוא כבר היה קר יותר מאשר העבודה באמת היה קר יותר מאשר זה היה קר יותר מאשר זה היה מאוד.

טמפרטורה וזמן

הטמפרטורה והזמן המוגברים לפני הפחתת השפעת משמעותית על הטרנספורמציה.טמפרטורות גבוהות יותר בדרך כלל לגרום לפירוק מוחלט יותר של מטענים, המוביל לתכנים פחמן גבוהים יותר באוסטנטי וכתוצאה מכך אצל המנשך.זה מגביר את הקשידות, אך גם מוריד את הטמפרטורה הגב ומגדיל את כמות האנתטי הנמשכת.

טמפרטורות מוגברות יכולות לגרום לצמיחת דגנים אאוסטיים, שיש לו כמה אפקטים על הטרנספורמציה.דגנים גדולים יותר אנסטרנטיים יכולים להוריד את הטמפרטורה מעט ולשפיע על המורפולוגיה של הרדנטן.גודל גרנין משפיע גם על תכונות מכניות, עם גרגרי קנס בדרך כלל מספקים קשיחות טובה יותר.

זמן ההיתוך בטמפרטורה ההאצה חייב להיות מספיק כדי להבטיח טרנספורמציה מלאה כדי austenite ו ההומוגנית של הרכב. insufficient הספיגות יכול לגרום טרנספורמציה לא שלמה ונכסים שאינם חד-form. עם זאת, פעמים ספוג יתר לבזבז אנרגיה ויכול להוביל לצמיחה דגנים ו decarburulation משטח.

מבנה מיקרו

ה-microstructure הנוכחי לפני התגברות יכול להשפיע על הטרנספורמציה. מבנים פנינים או spheroidized להפוך austenite מהר יותר ובטמפרטורות נמוכות יותר מאשר מבנים פנינים coarse.זה בגלל מבנים דקים יותר יש מרחקים דיפוזיה קצרים יותר עבור פחמן הומוגניזציה.

מבנה המיקרו הקודם משפיע גם על גודל הדגנים האנתנסיבי שמתפתח במהלך ההסמכה. מבנים ראשוניים יפים נוטים לייצר דגנים נוודים יותר, אשר יכול להיות מועיל עבור תכונות מכניות.טיפולי הזיכוך Grain לפני quenching משמשים לעתים כדי לשפר את התכונות הסופיות של פלדה מכווצת ומותחת.

מרטן מורפולוגיה ומיקרו-מבנה

Lath Martensite

עבור פלדה עם 0-0.6% פחמן, המרטן יש את המראה של lath והוא נקרא lath מרטן. Lath מרטןsite הוא המורפולוגיה הדומיננטית בפלדות פחמן נמוכות ובינוניות.זה מורכב של laths או צלחות מסודרים בחפיסות עם אוריינטציה גבישית דומה.

כל גרגר של austenite משתנה על ידי היווצרות פתאומי של צלחות דקות או laths של מרטן של אופי קריסטלוגרפיה בולט.הלתים הם בדרך כלל כמה מאות ננומטרים רחב וכמה מיקרומטרים ארוכים. בתוך כל גרגר לפני הרחם, חבילות מרובות של laths צורה עם אוריינטציה שונות המקבילים לגרסאות גבישיות שונות.

למוט מרטן יש צפיפות גבוהה של פירוק, בדרך כלל על סדר של 1015 עד 1016 m-2. אלה dislocations נוצרים כדי להתאים את השינוי צורה הקשורה להמרה. צפיפות הפיזור גבוהה תורמת באופן משמעותי לכוח של lath martensite, בנוסף לפתרון המוצק חיזוק פחמן.

לוח מרטן

עבור פלדה עם יותר מ-1% פחמן, זה יהיה מבנה דמוי צלחת הנקרא צלחת מרטן, ובין שני האחוזים האלה, המראה הפיזי של גרגרי הוא תערובת של שני צורות פלטה מרטן גבוה פלדה והוא מאופיין על ידי לוחות גדולים יותר בצורת עדשות שיכולה לעגל דגנים מלאים.

פלט מרטן מכיל צפיפות גבוהה של תאומים במקום disconlocations.התאומים הטופס כדי להתאים את השינוי צורה והם בדרך כלל מאוד בסדר, על סדר של כמה ננומטר עבה.המבנה התאום תורם לקשה קיצונית של מרטן גבוה אבל גם עד הערעור שלה.

המעבר מ lath to צלחת ממרטן מתרחש בהדרגה ככל שתוכן פחמן עולה, עם מורולוגיות מעורבות הקיימות בטווח פחמן ביניים.המורולוגיה משפיעה לא רק על המראה אלא גם על התכונות המכאניות, עם צלחת מרעננת להיות קשה יותר אבל יותר מלוטש להה של אותו תוכן פחמן.

המונחים: Crystallographic Variants

מזווית נתונה של שלב ההורה, כמה גרסאות של מרטט עם אוריינטציה שונה הם אפשריים.מספר הגרסאות האפשריות תלוי בסימטריה של אב ושלבי המוצר.עבור ה-FCC לטרנספורמציה BCT בפלדה, יש 24 גרסאות גבישיות אפשריות.

במהלך טרנספורמציה, גרסאות מרובות בדרך כלל נוצרים בתוך כל גרגר austenite.השינוי המושרה הטמפרטורה מפתח מיקרון רב-לשוני בעל מבנה עצמי-התמדה עצמית, כלומר, העיוות הקשור לצלחת אחת של מרטן הוא פיצוי על ידי הגרסאות השכנה, לא נותן שינוי מקרוסקופי רשת.זה עצמי מצמצם את הזנים הקשורים לטרנספורמציה.

תכונות מכניות של Martensite

קשיחות וכוח

פלדה, כאשר קרר במהירות ממצב אוסטנטי, בדרך כלל הופכת למארנטית - מבנה קשה מאוד - שהוא הבסיס של קשיחות של פלדה.התוצאה היא שלב חדש - מטן - שיש לו מבנה גבישי מעוות ונותן את הקשיחות החומרית.

הטרנספורמציה המרטינית של פחמן הברזל מייצרת עלייה בנוקשות.הקשות של עלייה מרטן עם תוכן פחמן, החל מ -200 HV עבור פחמן נמוך מאוד פחמן מרטן פחמן מגובה של יותר מ-900 HV עבור פחמן גבוה ממרטן. עלייה דרמטית זו בקשה עם תוכן פחמן משקפת את עיוות הצמיגים וחיזוק הפתרון המוצק.

בפלדות פחמן, ככל שהכמות של עלייה בקצב, הקשיות והעוצמה עולה, אך הקשיות יורדת, והגודל של השפעות אלה תלוי מאוד בתוכן הפחמן של הפלדה.הכוח הגבוה והקשות של מרטינט הופכים אותו אידיאלי עבור יישומים הדורשים התנגדות ללבוש וכוח גבוה.

בריפל וצורך לפיתוי

לעתים קרובות, לאחר quenching, ברזל או פלדה סגסוגת יהיה קשה מדי ושבריר בשל overabundance של מרטן.לאחר quenching, פלדה היא קשה מאוד אבל מאוד מאוד מאוד, כמו רוב היישומים פלדה צריך תערובת של קשיחות ונוקשות, כי זה חייב להיות מופחת, וזה נעשה על ידי מזג.

מבנים אלה לגרום לכוח מוגבר וקשידות עבור הפלדה, עם זאת, הם עוזבים את הפלדה פגיע לפצח עם הפחתה גדולה של דוקטרקטיות.הערות של מרטן מכוסה נובעת מן הלחצים הפנימיים הגבוהים, העליות של פחמן, וחוסר של שלב דקרקילי.

ריצוף הוא תהליך קשיח חיוני, וכתוצאה מכך פלדה כי הוא קשה מאוד מאוד מאוד מאוד מאוד מאוד, עם זאת, מקרים מודרניים לשימוש פלדה זה כיב הם מעטים עד רחוק בין, ו quenching הוא כמעט תמיד ואחריו תהליכים טיפול חום מאוחר המבקשים לשמור כמה קשה וכוח ניצח על ידי קירור מהיר, תוך גם עלייה קשה ודקטיות.

תהליך הפיתוי

במקרים אלה, טכניקת טיפול חום נוספת המכונה מזג מבוצעת על החומר המפונק כדי להגדיל את הקשות של ⁇ מבוסס ברזל, ומזג מתבצע בדרך כלל לאחר הנוקשות, כדי להפחית כמה מהקשות עודף, והוא נעשה על ידי חימום המתכת לטמפרטורה מסוימת מתחת לנקודה קריטית לתקופה מסוימת של זמן, אז מאפשר לקרר עדיין אוויר.

קונצ'ינג יכול גם לעשות את המתכת מתפתל, כך שזה ואחריו מזג, שבו המתכת מחממת לטמפרטורה נמוכה יותר ולאחר מכן קריר שוב, וצעד זה מקטין את העפעפיים תוך שמירה על כוח ונוקשות.הפלדה ממזגת כדי להפחית חלק מהקשה ולהגדיל את הדלונות, וזה מחומם לתקופה של זמן בטמפרטורה נופלת בין 400 ל-1, ° F.105.

במהלך מזג, המטבולד המנופח מתמזג לשלבים יציבים יותר, בדרך כלל מופרכת וכבדות משובחות.הטעה זו מקלה על לחצים פנימיים, מפחיתה את הקשיות מעט, אך באופן דרמטי משפרת את הקשודות ואת הפשטות. הטמפרטורה והזמן לשלוט על האיזון הסופי של תכונות, עם טמפרטורות גבוהות יותר לייצר פלדה רכות אך קשה יותר.

פלדה מוקפת ומנוחת היא סוג של פלדה שעוברת תהליך טיפול חום דו-שלבי כדי לשפר את התכונות המכאניות שלה, שבו קודם כל, הפלדה מוזנחת כדי להגדיל את הקשיות והעוצמה שלה, וזה ואחריו מזג כדי להפחית את הבקרות תוך שמירה על כוח ונוקשות. שילוב זה של quenching ומזג הוא אחד התהליכים הנפוצים ביותר בתעשיית הטיפול.

מתחים וסוגים

קונצ'ינג יכול להציג מתחים שאריות לתוך המתכת בשל שיעורי הקירור הבלתי אחידים, ואת פני השטח קריר וחוזים מהר יותר מאשר הפנים, המוביל ללחץ רבילי על פני השטח ומתחים דחוסים בפנים, ואם לא מנוהל כראוי, לחצים אלה שאריות יכולים לגרום לשחיקה, עיוות, או אפילו סדק.

ההתרחבות של נפח הקשורה לטרנספורמציה מרטינית תורמת גם ללחץ השונה.כאשר פני השטח הופכת למתח לפני הליבה, פני השטח המתרחבים מוגבלים על ידי הליבה העוד-אוסטטית, יצירת תבניות מתח מורכבות. אלה מדגישים יכולים להוביל לעיוות או סדק, במיוחד בחלקים עם גיאמטריה מורכבת או ריכוזים.

טרנספורמציה מרטינית מלווה בהתרחבות ליטיצ'ה, וזה מייצר מתח דחיסה חיובי על פני השטח ומגדיל באופן משמעותי את כוח העייפות.כאשר נשלט כראוי, הלחץ השוני מסינון יכול למעשה להיות מועיל, במיוחד עבור עמידות עייפות.

נושאים מתקדמים ב-Martensitic Transformation

מתח ו Strain-Induced Martensite

בפלדות ⁇ מסוימות, מרטן יכול להיווצר על ידי עבודה פלדה בטמפרטורת גבה על ידי quenching למטה גב ולאחר מכן לעבוד על ידי עיוותים מפלסטיק כדי להפחית את שטח המעבר בין 20% ל-40% של המקורי. זה ייצור מרטן מושרה זן זה נבדל מן השינוי המושרה תרמי כי מתרחשת במהלך הנקה.

המנשטן אשר נוצר רק על ידי יישום מתח גמיש מבחוץ הוא מרטן מחוספס הלחץ, אשר יכול לנקז באותו מקום של אוסטנטי אם זה השתנה מתחת גבה, ואת המרטן אשר טפסים על ידי החלת מתח פלסטיק מבחוץ נקרא מורטט מושרה זן ואת ניונקיות אלה באתרים מוכנים על ידי עיוות פלסטיק.

ניתן לגרום MT על ידי שינוי הטמפרטורה (על קירור) או על ידי יישום מתח חיצוני.הטרנספורמציה המרטינה ניתן לגרום על ידי כוחות מכניים או על ידי שינויים טמפרטורה בתהליך קירור.הטרנספורמציה המושרה מתח הוא הבסיס לאפקט הזיכרון צורה וסופרלסטיות בסגסוגת מסוימת.

צורת זיכרון Alloys ו- Thermoela Transformations

הטרנספורמציות המרנטיות של ה-TMTs (TMTs) מתרחשות ב- Au-Cd, In-Tl, Ni-Ti, כמה ⁇ מבוסס קו ומערכות אחרות, ובזכות TMTs ובמיוחד טרנספורמציה הפוכה, ⁇ מציגה התנהגויות תרמומכאיות יוצאות דופן ויכולות זיכרון.חומרים אלה עוברים שינויים מרגנטיים בלתי ניתנים להחלפה המאפשרים תכונות פונקציונליות ייחודיות.

אפקט הזיכרון בצורת מתרחש כאשר ⁇ הוא קריר כדי ליצור גרסאות מרובות של מרטינטט אשר להכיל אחד את השני ללא שינוי צורה מאקרוסקופי, וכאשר הלחץ מוחל כדי לגדול גרסה מועדפת, את העיוות המתקבל ניתן להפוך על ידי חימום החומר בחזרה לתוך מצב האנסטוטי שלה, לשחזר את הצורה המקורית.

הטרנספורמציות מסוג ההתפרצות, האופייניות לפלדות הקוקות, מתרחשות כמעט באופן כמעט זהה והן מאופיינות בשינוי נפח גדול וhysteresis רחב (מאות של K), בעוד שלטרנספורמציות רטיסטיות יש שינוי נפח קטן, היסטריה נמוכה (מעלית K), וכדאיות טובה.

שינוי מרטינה במערכות לא-פרגריות

עדויות של התרחשותם נמצאו במספר מתכות טהורות כגון Fe, Co, Hg, Li, Ti, Zr, U ו-Pu, בסגסוגת מפרה ולא מפרה רבים ובכמה oxides ותרכובות בין-מטאליות כגון ZrO2, BaO3, V3Si, Nb3Sn, NiTi ו- NiAl Martensitic הם לא מוגבל של מערכות פלדה, אלא מגוון רחב של פלדה.

טרנספורמציה מרגנטית מתרחשת במערכות רבות אחרות כמו Cu-Al, Au-Cd, Fe-Ni, כמה קרמיקה, ושם גנרי זה מתאר שינויים המתרחשים על ידי שר ללא שינוי בהרכב כימי.המנגנון הבסיסי של עקירות אטומיות מתואמות ללא דיפוזיה נפוץ לכל המערכות הללו, למרות המבנים והנכסים הספציפיים השונים.

מחקר מודרני ואפיון

כדי לפתור בעיה ארוכת שנים זו, כאן אנו בוחנים פלדה אל-חלד AISI 304 אשר יש לו זן / מיקרו-מבנה- ⁇ מושרה על ידי אי ספיקת מכנית משטח, אשר אפשרה לנו ללכוד בדגימה אחת את כל אזורי הבין-phase המפתח שנוצרו במהלך ⁇ (fcc) ⁇ (bcc) מעבר, מקרה פרוטי של deformation phic (Itenticטרנספורמציה trep) ⁇ tical).

תצפיות ישירות אלה מאמתות לראשונה את מודל ה-Begers-Burgers-Olson-Cohen (BBOC) והעשירו את ההבנה שלנו של מנגנוני ה-DIMT. טכניקות להתאמה מודרנית כולל תצפיות אלקטרוניות ותצפיות בקנה מידה אטומי סיפקו תובנות חסרות תקדים במנגנוני הטרנספורמציה.

שיטות חישוביות מתקדמות כולל סימולציות מולקולריות ומודלים של שלב נמצאים בשימוש כעת כדי ללמוד טרנספורמציה מרטינסיטית ברמה האטומית.גישות אלה משלימות תצפיות ניסיוניות ומספקות תובנות למנגנוני ניכור, מבנה ממשק, וקנטינות טרנספורמציה שקשה להשיג באופן ניסיוני.

יישומים תעשייתיים ושיקולים מעשיים

יישומים של פלדה snched ו טמפרed

פלדה מכוסה ומנוכלת משמשת נרחב בתעשיות הדורשות חומרים בעלי עוצמה גבוהה, עונדים, כגון בנייה, ייצור רכב, ומכונות כבדות.זה אידיאלי לשימוש בצבא, מכונות, כרייה, מחצן, מחצנות, כדור הארץ ותעשיות בנייה, ולעתים קרובות זה משמש למוצרים חשופים להשפעה גבוהה כגון גלגלים, חיתוך, דליים, צינורות כדור הארץ, טנדר, וכו '

פריטים שעשויים להיות מכווצים כוללים הילוכים, פירים, ו בלוקים ללבוש.שילוב של קשיחות גבוהה ונוקשות סבירה שהושג באמצעות quenching ומזג עושה את אלה פלדה מתאימים יישומים תובעניים שבו הן לובשות התנגדות והתנגדות השפעה נדרשים.

פלדה כלי מייצגת אזור יישום מרכזי נוסף עבור טרנספורמציה מרטינסיטית.חיתוך כלים, מת, אגרוף להסתמך על הקשיחות הקיצונית של מרטן פחמן גבוה עבור התנגדות ללבוש.יישומים אלה בדרך כלל להשתמש גבוה פחמן או פלדה גבוהה כל כי הם תקועים כדי ליצור ממרטן ולאחר מכן ממזגים בטמפרטורות נמוכות יחסית כדי לשמור על קשיחות גבוהה בעוד שיפור מעט קשה.

בקרת איכות ותהליך מעקב

באמצעות הבנה מקיפה ושליטה של גורמים כגון הרכב פלדה, בחירה quane, עובי חלק, עצבנות, וטמפרטורת רחצה, יצרנים יכולים להתאים את תהליך הסינון, המוביל טרנספורמציה אחידה כדי מרטיני ובכך להשיג את התכונות החומריות הרצויות.תהליך בקרה הוא קריטי להשגת תוצאות עקביות בטיפול בייצור.

ללא קשר לגודל, טנקים קוויץ' חייבים להיות מסוגלים לשמור על טמפרטורות קירור בתוך טווח מבוקר הדוק, ואת מיכלי הסימון של קבוצת Eagle הם פיקוח על ידי ציוד ניטור טמפרטורה דיגיטלית במחלקה ייעודית לטיפול בחום כדי לוודא כי הטמפרטורות הקירור הן היטב בתוך הסטנדרטים שנקבעו על ידי ASTM ו / או דרישות לקוח אחרות.

מתקני טיפול בחום מודרניים מעסיקים מערכות ניטור ובקרה מתוחכמות כדי להבטיח תוצאות מעקב עקביות של טמפרטורה, בדיקת רכוש qu Magical, ואימות קשיחות הם אמצעי בקרת איכות סטנדרטיים שיטות בקרה של תהליכים סטטיסטיים לעזור לזהות מגמות ולמנוע פגמים לפני שהם מתרחשים.

אתגרים ומניעה נגד

באופן לא סביר התקשורת שנבחרה להגביר את הסדקים, עיוות, ואת חוסר אפילו קשיחות, כל אלה מעלים רמות גרוטאות ועבודות מחדש. סדקים קונצ'ן הוא אחד הפגמים החמורים ביותר שיכולים להתרחש במהלך טיפול חום.זה נובע מלחצים מוגזמת שנוצר במהלך קירור, במיוחד כאשר קירור הוא מהיר מדי או כאשר ריכוזים קיימים.

אם החלק אינו ממזג מיד (בדרך כלל בתוך 90 דקות של ריצוף), החלק עשוי להיות נוטה לפצח quench סדקing. delayed סדקing יכול להתרחש שעות או אפילו ימים לאחר quenching אם מזג הוא מתעכב, כמו הלחץ הפנימי הגבוה ביותר בתוך מרטן מכווץ יכול להוביל לפצח לאורך זמן.

משמעת היא אתגר נפוץ נוסף בהשקה.המתחים הלא חד-ממדיים של קירור וטרנספורמציה יכולים לגרום לחלקים לנפץ או לשנות ממדים. שיקולי עיצוב כגון הימנעות פינות חדות, שמירה על חלקים אחידים, ושימוש בתקנות במהלך הסימון יכול לעזור למזער תהליכים אלטרנטיביים כמו מתפתל או מתפתל יכול גם להפחית עיוותים עבור חלקים קריטיים.

שיקולים סביבתיים ובטיחות

קווינצ'ינג פעולות כרוכות בשיקולים סביבתיים משמעותיים של בטיחות וסביבה.הפחתת שמן מציגה סכנות אש בשל יכולת הפחתת שמנים, הדורשות אוורור הולם, מערכות דיכוי אש, ותהליכי בטיחות. מים ופולימרים לייצר קיטור במהלך הקוקינג, אשר חייב להיות מאולץ כראוי כדי למנוע כוויות ושמירה על החשיפה.

פיזור של quכישוף בשימוש חייב לציית לתקנות סביבתיות.שמן קונצ'ינג יכול להיות מזוהם עם מוצרי חמצון, מים וסקאלה, בסופו של דבר הדורש החלפת.קיו או מחזור של שמנים משומשים הוא חיוני.

צריכת אנרגיה היא שיקול נוסף בהקצאת פעולות.הפחתת חלקים לטמפרטורה של הפחתה דורשת אנרגיה משמעותית, ושיפור יעילות הזעם והשיקום החום יכול להפחית את עלויות התפעול ואת ההשפעה הסביבתית הנכונה.

כיוונים עתידיים וטכנולוגיות מתפתחות

פלדה גבוהה-Strength Steels

הכונן של תעשיית הרכב עבור כלי רכב קלים וחזקים יותר עורר פיתוח של פלדה מתקדמת גבוה סטרנגית (AHSS) אשר לנצל טרנספורמציה מרטינסיבית.פלדות אלה לעתים קרובות מכילים מיקרו-מבנה מורכב עם כמויות מבוקרות של מרט בשילוב עם שלבים אחרים כמו ferrite, bainite, או שמרה על austenite כדי להשיג שילובים אופטימליים של כוח, פשטות, וצורה.

מפלדות הנגרמות על ידי טרנספורמציה (TRIP) לנצל את הטרנספורמציה המושרה על ידי זנים של austenite נשמר כדי לטבול במהלך עיוות כדי לשפר את העבודה הקשה וקליטת אנרגיה. פלדות אלה לספק ביצועים מצוינים לקליטת בטיחות הרכב. הבנה ושליטה בטרנספורמציה מרטינסיטית היא קריטית כדי לקידוד המאפיינים של חומרים מתקדמים אלה.

ייצור גמיש וסולידריות מהירה

תהליכי ייצור אדקטיבית כמו התכת לייזר סלקטיבית כרוכים בתעריפים מהירים מאוד שיכולים לייצר מבנים מרטיניים ישירות במהלך ההאצה.הבנת טרנספורמציה מרטינסיטית בתנאי עיבוד שאינם חיוניים אלה חשוב לשלוט במאפיינים של חלקים המיוצרים באופן תוספתי.הקירור המהיר הטבוע בתהליכים אלה יכול לייצר מבני מיקרו ייחודיים שלא ניתן להשיג באמצעות עיבוד קונבנציונלי.

קירור מהיר מאוד יכול למנוע היווצרות של כל המבנים הקריסטליים, וכתוצאה מכך מתכת זוהרת או "כוס מתכת מתכתית" זה מייצג מקרה קיצוני שבו קירור הוא כל כך מהיר שאפילו טרנספורמציה מרטינית הוא מדוכא, לייצר מבנה זכוכית.

עיצוב ומודל

חומרים Computational מדע הוא משחק תפקיד גובר בהבנה וחיזוי טרנספורמציה מרטינסיטית.מודלים שלב-פילד יכולים לדמות את קצבה וצמיחה של צלחות מרטניות, מתן תובנות לאבולוציה מיקרו-מבנה. פיניט מודלים יכולים לחזות את הלחצים והעיוותים המתרחשים במהלך הסימון, המאפשר אופטימיזציה של עיצוב חלקי ותהליכי ריצוף.

למידת מכונה ואינטליגנציה מלאכותית מתחילים להיות מיושם אופטימיזציה לטיפול בחום.גישות אלה יכולות לנתח נתונים גדולים מחום הייצור טיפול לזהות פרמטרים עיבוד אופטימליים וחיזוי תכונות.אינטגרציה של חיישנים, ניתוח נתונים ומערכות בקרת תהליכים מאפשרת ניטור מתוחכם יותר ושליטה של פעולות quenching.

טיפול בחום בר קיימא

קיימות הופכת להיות חשובה יותר ויותר בטיפול חום.פיתוח של פרוות יעילות יותר, התאוששות של חום פסולת, אופטימיזציה של מחזורי עיבוד יכול להפחית את צריכת האנרגיה. חלופות qu קסום עם השפעה סביבתית נמוכה יותר מפותחים, כולל שמנים המבוססים על ביולוגית ויתרונות פולימרים משופרים.

גישות העצמת תהליכים המשלבות מספר רב של צעדים לטיפול חום או שילוב טיפול חום עם פעולות ייצור אחרות יכול לשפר את היעילות הכוללת.לדוגמה, ניכוי קשיחות משלב חימום וניקוי בתהליך מהיר אחד, צמצום צריכת האנרגיה וזמן מחזור בהשוואה לטיפול חום פרונסיצנס קונבנציונלי.

מסקנה

טרנספורמציה מרגנטית במהלך הניקוי מייצגת אבן הפינה של מודרני מתכתי הנדסה חומרים.מרנטית טרנספורמציה נשאר נושא מרכזי במדע החומרי ובמכות, ועם מחקר מתמשך ופיתוח של ⁇ חדשים וטכניקות טיפול, זה ימשיך לשחק תפקיד מפתח ביצירת חומרים המגדירים מחדש את גבולות הקשב והכוח.

המדע של טרנספורמציה מרגנטיסטית מקיף קריסטלוגרפיה בסיסית, תרמודינמיקה, וקנטינים, כמו גם שיקולים מעשיים של עיבוד, בקרת איכות ויישום. הבנת האופי חסר ההיתוך של השינוי, התפקיד של קצב קירור וקומפוזיציה, השינויים הקריסטלוגרפיה המעורבים, והנכסים המכניים הנובעים מכך חיוניים לכל מי שעובד עם פלדה מותשת חום.

מן החרבות של Blacksmith מימי הביניים ועד יצרני הרכב המודרניים המייצרות פלדה מתקדמת גבוהה, טרנספורמציה מרגנטית כבר מרכזית ליצירת חומרים עם תכונות יוצאות דופן.כפי שמדע החומרים ממשיך להתקדם, ההבנה שלנו של מהירויות יוצאות דופן אלה, המאפשרת פיתוח של חומרים חדשים ותהליכים הדוחקים את הגבולות של מה אפשרי.

הרלוונטיות המתמשכת של טרנספורמציה מרטינסיטית בטכנולוגיות מתפתחות - החל מייצור תוספי מזון לעצב ⁇ זיכרון ועד פלדות מתקדמות - מדגימים כי גילוי המאה הנוכחית נשאר חיוני להנדסת חומרים מודרניים.ככלים חישוביים, טכניקות אפיון וטכנולוגיות עיבוד ממשיכים להתקדם, היכולת שלנו לשלוט ולנצל טרנספורמציה מרגנטיתטית רק תשפר, להבטיח את חשיבותו בתחום המדע וההנדסה במשך עשרות שנים.

(ב) ל[דרוש מקור] ל[ה]], [ה] [ה] [ה]] [ה]][ה]]]][ה]]]][ה]]]]][ה]]]] [ההההה']'[ה']'[ה']'[ה']']'''[ה']']'[ה'[ה']']'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה']']'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה']']']']']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה']']']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[