탄소 함량과 묵상 강철의 Martensite Formation 사이 관계

소개: 강철 강하게 하는 탄소의 긴 역할

강철은 가장 널리 사용되는 엔지니어링 합금을 유지하고, 그것의 기계적 성질은 열처리에 의해 근본적으로 통제됩니다. 각종 열처리 과정 사이에서, austenite 단계에서 냉각하는 냉각은, 우수한 경도 및 힘을 불이행하는 극성, 습격을 제공합니다. 강철의 탄소 함량은 단 하나 가장 영향력있는 요인 지배 martensite 대형, 그것의 마지막 구조 및 결과 재산입니다. 이 문서는 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 기계적, 물리적적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적, 물리적,

Martensite 형성 기초

Martensite는 몸 중심의 tetragonal (BCT) 구조에 따라서 얼굴 중심의 입방 (FCC) 아수텐이트에서 모방한, 전단적으로 몬 변환에 의해 형성된 대사 안정되어 있는 단계입니다. 급속한 냉각 (탄소 내용에 따라서 100°C/s에 1000°C/s의 순서에 냉각 비율)는 탄소 원자의 확산을 억압하고, 철 격자의 interstitial 위치에 있는 그(것)들을 덫을 놓습니다. 이 열은 온도의 온도에, 온도에 따라서 온도에 극적으로 증가합니다.

이 제품은 주로 정상적인 탄소 강철 (0.6 % C)의 높은 변형 밀도, 그리고 쌍둥이 또는 라트의 미세 하위 구조가 포함되어 있습니다. 변형은 탄소 함량에 따라 다릅니다. 낮은 탄소 강철 (0.4 % C)은 평행 판과 라트 마텐트를 형성하는 경향이 있으며, 높은 탄소 강철 (0.6 % C)은 특징 지그재그 패턴이있는 판 마텐트를 생산합니다. 이 차이는 변형과 변형을 수용하기 위해 직접 변형을 다시합니다.

탄소 함량 거버 Martensite Transformation 방법

탄소는 Interstitial 합금 성분으로

탄소 원자는 FCC austenite 격자 내의 옥시페이 옥시페이 옥시덴 옥시덴셜 사이트입니다. 냉각 중에, 탄소는 시멘트 (Fe3C) 또는 기타 카바이드를 형성하기 위해 충분히 빠른 확산 할 수 없습니다. 대신, 그것은 함정, 심한 tetragonal 왜곡을 손상시킵니다. tetragonality (c / a ratio)의 정도는 약 1.0에서 1.2%C에 약 1.08에 약 1.0에서 증가합니다. 이 왜곡은 극성에 대한 책임입니다.

탄소 함량과 Ms 온도 사이의 관계는 중요하고 잘 수립됩니다. 탄소의 각 0.1% 증가는 약 30-40°C에 의해 Ms를 감소시킵니다. Andrews의 방정식과 같은 비정상적인 공식은 다음과 같습니다.

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

따라서 0.8%C를 가진 보통 탄소 강철에는 200°C의 주위에 Ms가 있고, 0.2%C 강철에는 500°C의 가까이에 Ms가 있습니다. martensite 끝 (Mf) 온도는 Ms의 밑에 전형적으로 200-250°C, 그러나 높 탄소 강철 Mf에서 유지한 오스테나이트에 지도하는 실내 온도의 밑에 떨어질지도 모릅니다.

긴요한 냉각 비율 및 Hardenability

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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

참고 : 합금 추가는 실질적으로 이러한 범위를 변경할 수 있습니다. 자세한 내용은 ASM International의 열 처리 리소스]를 참조하십시오.

탄소 함량 및 기계적 특성 Martensite

경도와 힘

탄소 경화 된 martensite 경도는 대략 0.8 %C까지 탄소 함량과 대략 선형입니다. 고전적인 방정식은 다음과 같습니다.

Hardness (HRC) ≈ 60√(%C) + 20 (탄소 함량 0.8 %까지)

따라서 0.2%C 경도에 관하여 47 HRC입니다; 0.8%C에 그것은 67 HRC에 관하여 도달합니다. 0.8%C의 추가 탄소가 해결책에서 남아 있기 때문에 경도 plateaus를 넘어서 그러나 증가 tetragonality는 microcracking와 유지한 austenite에 지도합니다. 높은 탄소 martensite를 위한 2,500 MPa 이상에 대략 1,000 MPa에서 유사한 장력 강도는 상승합니다.

연성 및 강인성

Martensite는 고탄화 격자, 높은 내부 응력 및 쌍둥이로 만들어진 지구 (특히 높 탄소 강철에서)의 존재 때문에 점차적으로 과민합니다. 고탄화 기하학에서 ~10-15%에서 분쇄 하락에 신장은 고탄화 기하학에서 1% 미만에 낙관합니다. 충격 강인성은 또한 배관mets, 거의 무해한 높 탄소 martensite를 만들기. 이 무역 떨어져 힘은 경도의 약간 연성이 있는 것에 걸쇠를 걸기 위하여 단계.

Austenite 유지

높은 탄소 함량은 저온에 austenite를 안정화시키고, Mf 온도가 주위의 밑에 떨어지는 것을 의미한다. 결과적으로, austenite의 분수는 냉각 후에 untransformed 남아 있습니다. 예를 들면, 1.0%C 강철은 10-30% austenite를 유지할지도 모릅니다. 이 더 연약한 단계는 전반적인 경도를 감소시키고 차원 불안정을 일으키는 원인이 될 수 있습니다. (정확한 sub-zero 처리) 또는 다수 부드럽게 하는 주기는 이 낙관한 물질의 개조에 사용되다 [-F]는, 그런 다음의 몇몇 기술설계에서, 그러나 몇몇 기술설계를 위해 사용될 수 있습니다. [F]는, 몇몇 기술설계에서 사용될 수 있습니다.

Practical 처리 이식

선택의 Quenching 중간

낮은 탄소 강철 (0.02-0.3% C): CCR에 도달하기 위하여 빠른 냉각 (예를들면, 얼음 소금물 또는 물)를 요구합니다; 그 때, 가득 차있는 martensite는 얇은 단면도에서 달성될지도 모릅니다. 이들은 탄소를 증가시키기 위하여 carburizing를 위해 이용됩니다.
Medium-carbon steels (0.3-0.6% C):] 물 냉각은 일반적이지만, 오일은 향상된 경화성 합금에 사용할 수 있습니다. 유혹은 샤프트와 기어와 같은 구조적 구성 요소에 대한 균형 잡힌 특성을 달성하기 위해 필수적입니다.
고탄소강(0.6-1.2% C): 오일 냉각은 열충격에서 부수기 방지하기 위해 전형적이다. 마템터링(austempering 변형)은 왜곡을 줄일 수 있다. 절삭 공구, 다이, 베어링 및 스프링에 사용됩니다.

의붓기 응답

이 제품은 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강의 탄소강

합금 성분과 탄소를 가진 그들의 Interplay

합금 요소의 추가는 몇몇 방법에 있는 martensite 변환을 modifies:

Nickel과 망간: 낮은 Ms 온도, 증가 추세 유지 austenite.
Chromium과 Molybdenum: 강화가 가능하여 고탄소 강철을 위해 유황을 부여합니다. 또한, 부드럽게 하는 동안 카바이드 형성을 촉진합니다.
Vanadium 및 Titanium: 입자 경계와 정제 마텐 사이트 패킷 크기를 핀 정밀한 카바이드.
실리콘: 봄철강에 유리한 부드럽게 하는 썰매.

합금 효과의 심층적 토론을 위해 ]의 총 Materia 기사는 hardenability에 참조합니다.

응용 분야에 적합한 탄소 함량 선택

서비스 요구 사항에 맞게 설계자 맞춤형 탄소 함량 :

낮은 탄소 (0.05-0.25% C) - 케이스 강하게 하는 강철:] 핵심은 단단합니다; 표면은 0.8-1.0%C에 탄화되고 단단한, 착용 저항하는 케이스를 일으키기 위하여 냉각됩니다. 보기: 탄화한 장치, 캠축, 각인.
Medium carbon (0.3-0.5% C) – 냉각하고 부드럽게 한 강철: 차축, 연결 막대, 놀이쇠 및 기계 부속을 위한 힘, 강인성 및 피로 저항을 제안하십시오.
높은 탄소 (0.6-1.2% C) – 착용 저항하는 공구 강철:] 냉각하고 부드럽게 하는 후에 최대 경도를, 주의깊은 긴장 기복과 albeit 제공합니다. 거푸집, 칼, 면도칼, 감기 형성 공구 및 봄 철사를 위해 사용해.
Ultra-high carbon (1.2-2.0% C) – 특수 용도:] 극한 과민성 때문에 희소한 사용; 분말 야금술 또는 높은 착용 성분을 위한 전문화한 열처리를 통해 가공될지도 모릅니다.