Tỷ lệ làm mát Trong Kích thước austenite chuyển đổi Ferrite và hạt

crystals start to grow from many points. Trong thời gian làm mát của austenite , bcc ferrite tinh thể mới bắt đầu phát triển từ nhiều điểm. Số lượng các điểm bắt đầu xác định số lượng các hạt ferrite và do đó kích thước hạt. Kích thước hạt này là quan trọng bởi vì các đặc tính kỹ thuật phụ thuộc vào nó. Hạt nhỏ được thuận lợi.

Slide 7: Vi cấu của pearlite. (X 1000)

Bằng cách thêm vào các yếu tố như nhôm và niobi, số lượng các điểm bắt đầu có thể được tăng lên . Một yếu tố khác quan trọng là tỷ lệ làm mát. Khi làm lạnh chậm, các hạt ferrite mới phát triển từ chỉ là một vài trang web thuận lợi nhất. Với tốc độ làm mát cao, số lượng các điểm bắt đầu sẽ được cao hơn rất nhiều và kích thước hạt nhỏ hơn. Slides 7 - 9 cho thấy thép với các kích thước hạt khác nhau, được sản xuất ở nhiệt độ kết thúc khác nhau lăn.

Một yếu tố khác quan trọng là, khi một thép hạt mịn được làm nóng đến nhiệt độ vượt quá khoảng 1000 ° C, một số các hạt austenite phát triển trong khi hạt lân cận biến mất. Sự tăng trưởng này hạt xảy ra trong quá trình hàn trong cái nóng như vậy gọi là bị ảnh hưởng khu vực (Haz). Đây là một khu vực rộng 3-5 mm trong các tấm liền kề với kim loại nóng chảy. Thay đổi Microstructural trong vùng nhiệt bị ảnh hưởng thường làm phát sinh một sự suy giảm của các đặc tính kỹ thuật của thép.

Từ từ làm mát bằng thép

Ảnh hưởng của carbon trên vi cấu trúc

Sắt-carbon giai đoạn sơ đồ trong hình 5 và 6 cho thấy rằng, đối với kết cấu thép (từ 0,1% đến 0,25% và carbon), sự hình thành của ferrite bắt đầu vào khoảng 850 ° C và kết thúc ở 723 ° C. Nó sẽ được nhớ rằng ferrite có thể chứa bất kỳ khó carbon. Do đó, giai đoạn austenite biến đổi ferrite và cementite (Fe3C).

Khi tốc độ làm lạnh chậm, các nguyên tử carbon có thời gian để di chuyển riêng biệt "lớp" trong vi cấu trúc và hình thành cấu trúc gọi là pearlite, như thể hiện trước đây trong Slides 2, 3, 4 và 5. Ferrite trong hỗn hợp này là mềm và dễ uốn. Thành phần cementite cứng và dễ vỡ. Hỗn hợp (pearlite) có tài sản giữa hai thái cực này. Các đặc tính độ bền kéo của thép có chứa cả hai ferrite và pearlite khoảng quy mô theo tỷ lệ của các thành phần này trong các vi cấu trúc như trong hình 8. Hiệu ứng mạnh mẽ của nội dung carbon dẻo dai được thể hiện trong hình 9. Tăng pearlite nội dung làm giảm độ dai kệ trên và làm tăng nhiệt độ chuyển tiếp dễ uốn, dễ gãy.

Hình 8 và 9 minh họa một trong những khó khăn trong việc lựa chọn các nội dung carbon. Tăng hàm lượng là có lợi ở chỗ nó cải thiện sức mạnh năng suất và độ bền kéo cuối cùng, nhưng là không mong muốn nó làm giảm độ dẻo và độ dẻo dai. Một nội dung carbon cao cũng có thể gây ra vấn đề trong quá trình hàn.

Trong Châu Âu Định mức 10025, Bảng 3, thành phần hóa học cho các sản phẩm dẹt và dài được đưa ra. Trích xuất được trình bày trong hình 10. S235 JR chỉ định, ví dụ, chỉ ra rằng sức mạnh năng suất ít nhất là 235 N/mm2. Nhấn mạnh rằng các giá trị về thành phần trong bảng là những giá trị tối đa. Nhiều nhà sản xuất thép đạt được cấp độ thấp hơn nhiều, kết quả là độ dẻo tốt hơn, kháng chiến chống gãy xương dễ vỡ, và Tính hàn

Hàm lượng thấp nhất có thể đạt được dễ dàng trên một quy mô lớn khoảng 0,04%. Nội dung này là đặc trưng của tấm hoặc dải thép dự kiến ​​được định hình bởi biến dạng lạnh sâu rộng, như trong bản vẽ sâu. Nội dung Carbon hơn 0,25% được sử dụng trong phạm vi rộng lớn hơn của thép kỹ thuật nói chung. Những loại thép này thường được đưa vào phục vụ trong nhà nước làm lạnh và nóng tính (xem dưới đây) cho một đa dạng tuyệt vời của các mục đích kỹ thuật cơ khí.

Sự cần thiết phải kiểm soát kích thước hạt

Các tính chất cơ học của thép bị ảnh hưởng bởi kích thước hạt. Slides 8 và 9 cho thấy microstructures của hai mẫu cùng một lô thép nhẹ đã được điều trị, phương pháp được nêu trong mục 4.2.3, để cung cấp cho kích cỡ hạt khác nhau. Giảm kích thước hạt cải thiện sức mạnh năng suất, nhưng cũng có một ảnh hưởng sâu sắc trên nhiệt độ chuyển tiếp dẻo / dễ vỡ, xem hình 11. Như vậy, có rất nhiều lợi ích từ phí microstructural như nhau. Đây là một hoàn cảnh bất thường trong luyện kim, điều chỉnh để cải thiện một tài sản thường có nghĩa là xấu đi của người khác và một sự thỏa hiệp cần thiết. Một ví dụ về thỏa hiệp như vậy liên quan đến nội dung carbon, đã được thảo luận ở trên.

Slide 8: Vi cấu các điển hình thép kết cấu cán nóng có chứa carbon 0,15% và cho thấy các hạt trắng ferrite và các thuộc địa pearlite (x 200 ).

Slide 9: tinh luyện vi kiểm soát cấu trúc thép cuộn có chứa carbon 0,15% (trắng hạt ferrite và các thuộc địa pearlite (x 200 ).

Kích thước hạt kiểm soát bằng cách bình thường

Đăng mới nhất trong sự chuyển đổi có thể xảy ra khi thép được làm mát từ từ được mô tả. Để hình thành ferrite và pearlite từ austenite, các nguyên tử carbon trong thép phải thay đổi vị trí của họ. Các quá trình khuếch tán vận chuyển các nguyên tử trong chất rắn xảy ra ở mức giá theo cấp số nhân mà phụ thuộc vào nhiệt độ. Tỷ lệ làm mát cũng ảnh hưởng đến những biến đổi này.

Nếu tốc độ làm mát tăng biến đổi xảy ra nhanh hơn. Ngoài ra, các quá trình diffusional không có thể theo kịp với nhiệt độ giảm. Vì vậy, thép làm mát bằng rất chậm trong lò giữ gần với yêu cầu của sơ đồ giai đoạn. Tuy nhiên, thép, loại bỏ từ lò và cho phép để làm mát trong không khí, có thể undercool trước khi hoàn thành trình tự biến đổi. Làm mát nhanh hơn này có hai tác dụng. Đầu tiên nó có xu hướng tăng nhẹ tỷ lệ pearlite trong vi. Thứ hai, nó tạo ra ferrite với một kích thước hạt mịn và pearlite với lá mỏng tốt hơn. Cả hai của những thay đổi này microstructural cho sức mạnh năng suất cao hơn và độ dẻo và độ dẻo dai.

Thép lò làm mát bằng được biết đến như thép đầy đủ ủ. Thép làm mát bằng không khí được gọi là thép bình thường hóa. Kích thước hạt cũng có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ thép được nung nóng trong phạm vi austenite. Các hạt trơ thành thô lô austenite với thời gian, tỷ lệ coarsening tăng theo cấp số nhân với nhiệt độ. Coarsening là quan trọng bởi vì việc chuyển đổi để ferrite và pearlite làm lạnh bắt đầu tại biên giới hạt trong austenite. Nếu các cấu trúc mới bắt đầu phát triển từ điểm xa nhau trong một hạt thô austenite, kích thước hạt của ferrite kết quả là thô. Vì vậy, thép không nên quá nóng khi austenitising trước khi bình thường hóa.

Nhiệt độ thép được làm nóng trước khi làm mát trong không khí thường được gọi là nhiệt độ bình thường hóa. Các yêu cầu của đoạn cuối cùng có nghĩa là nhiệt độ này nên càng thấp càng tốt, miễn là cấu trúc được pha austenite. Một cái nhìn ở giai đoạn sơ đồ của Hình 5 cho thấy rằng nhiệt độ bình thường hóa giảm khi hàm lượng carbon tăng từ số không đến 0,8%. Nó sẽ nằm trong ban nhạc nở được hiển thị trong hình 12.

Microstructural thay đổi kèm theo cán nóng thép

Phần kết cấu thép được sản xuất bằng phôi cán nóng hoặc đúc liên tục sợi vào các hình thức yêu cầu. Các quy trình cán có tác dụng quan trọng về sự phát triển của vi cấu trúc trong các vật liệu. Các giai đoạn đầu của cán được thực hiện ở nhiệt độ trong phạm vi austenite, thép mềm và dễ dàng bị biến dạng. Biến dạng bị bằng vật liệu phá vỡ hạt, ngũ cốc như đúc, nhưng cấu trúc ở những nhiệt độ cao, các nguyên tử trong vật liệu có thể khuếch tán nhanh chóng, cho phép các hạt bị biến dạng để recrystallise và cải cách cấu trúc đa tinh thể equiaxial của austenite.

Slide 10: Microsection thông qua một mối hàn góc trên kết cấu thép cho thấy ba khu vực riêng biệt: cấu trúc của các diễn viên hạt thô tiền gửi hàn, nhiệt độ khu vực bị ảnh hưởng, và microctructure không bị ảnh hưởng của thép mẹ. (X 200)

Biến dạng nặng ở nhiệt độ thấp trong khoảng austenite cho tốt hơn các loại ngũ cốc recrystallised. Nếu cán kết thúc ở một nhiệt độ ngay trên ferrite + austenite khu vực của các sơ đồ cân bằng và phần được cho phép để làm mát trong không khí, vi cấu trúc bình thường bình thường có mức độ vừa phải tốt-hạt kết quả ferrite. Kỹ thuật lăn điều khiển hiện đại nhằm mục đích để làm điều này, hoặc thậm chí quay ở nhiệt độ vẫn còn thấp hơn để cung cấp cho các loại ngũ cốc vẫn còn tốt hơn.

Nếu nhiệt độ giảm xuống để cuộn được hoàn thành trong phạm vi ferrite + austenite, hỗn hợp của hạt ferrite và austenite được kéo dài theo hướng lăn và một cấu trúc lớp được phát triển. Nếu bây giờ, phần này là làm mát bằng không khí, austenite còn lại phân hủy thành hạt mịn ferrite và pearlite, sau này đang được hiện nay là ban nhạc dài, xì gà hình, trong vật liệu, như trong slide 10. Kết cấu thép không bị tổn thương do microstructures loại này.

Nếu nhiệt độ hoàn thành cuốn giọt hơn nữa, xuống dưới 723 ° C, sơ đồ trạng thái cân bằng cho thấy rằng cấu trúc phải là một hỗn hợp của ferrite và pearlite. Cán trong phạm vi này thường bị hạn chế thép carbon thấp có chứa ít hơn 0,15 C% vì sự hiện diện của pearlite làm cho cán khó khăn.

Slide 11: Macrosection thông qua một mối hàn mông trên tấm thép cán nóng, điển hình của mối hàn đường ống.

Nếu nhiệt độ trên khoảng 650 ° C, các hạt ferrite recrystallise khi chúng bị biến dạng, như là trường hợp với austenite. Laths carbide (Fe3C) trong pearlite trở thành bị phá vỡ và làm phát sinh các chuỗi hạt cacbua nhỏ kéo dài trong sự chỉ đạo của cán, xem slide 11. Ferrite từ pearlite trở nên không thể phân biệt với phần còn lại của ferrite.

Nếu cán được thực hiện ở nhiệt độ môi trường xung quanh, pearlite chia tay trong cùng một cách, nhưng ferrite không thể recrystallise. Làm việc cứng lại, tức là năng suất và độ bền kéo cuối cùng của sự gia tăng thép, và độ dẻo giảm, xem hình 13. Khi cán nguội tiếp tục, lực cần thiết để tiếp tục gia tăng biến dạng vì sức mạnh năng suất ngày càng tăng. Hơn nữa, thép trở nên dễ uốn và có thể bắt đầu phân chia. Số lượng cán nguội có thể được thực hiện do đó rất nhỏ hơn nhiều so có thể đạt được khi thép nóng.

Tất nhiên, làm lạnh không cần phải được áp dụng bằng cách cán. Bất kỳ cách nào làm biến dạng vật liệu nguyên nhân làm việc cứng. Ví dụ, sức mạnh cao dây thép được thực hiện bằng cách vẽ lạnh, truyền đạt sự biến dạng lớn. Trong ví dụ khác, một loại củng cố thanh được thực hiện bằng cách xoay thanh phần vuông thành một dạng xoắn ốc. Các biến dạng lạnh sản xuất theo cách này là không lớn, nhưng nguyên nhân gây xơ cứng làm việc đáng kể.

Để khôi phục lại độ dẻo dai và đồng thời giảm tình trạng làm việc cứng của vật liệu, nó là cần thiết để cải cách cấu trúc đa tinh thể đẳng hướng của ferrite. Nóng lại nhiệt độ từ khoảng 650 ° C và 723 ° C cho phép ferrite để recrystallise. Các hạt cacbua không bị ảnh hưởng bởi phương pháp điều trị này.

Như vậy, có một kỹ thuật để kiểm soát kích thước hạt của thép. Số lượng biến dạng trước khi điều trị recrystallisation và thấp hơn nhiệt độ của điều trị lớn hơn, tốt hơn là kích thước hạt cuối cùng. Bởi vì loại điều trị này không liên quan đến sự hình thành và phân hủy của austenite, nó được biết đến như ủ phụ quan trọng. Vi cấu kết quả có độ dẻo tốt và đặc điểm bản vẽ sâu. Thép tấm hàm lượng carbon thấp (<0,1% C) thường được cung cấp trong tình trạng này. Các đối tượng như động cơ tấm thân xe được hình thành từ thép như vậy bằng cách nhấn lạnh. Nếu vật liệu được làm nóng vào phạm vi austenite, cải cách làm lạnh tiếp theo vi bình thường. Tiếp tục để " Thép nhanh chóng làm mát bằng "...

Bạn cũng có thể

Sơ đồ thời gian-nhiệt độ chuyển đổi (TTT) TTT Sơ đồ là gì? T (Time) T (nhiệt độ) ...
Nghiên cứu của sắt-Carbon (Fe-C) Giai đoạn Sơ đồ sắt Carbon Giai đoạn Sơ đồ Một nghiên cứu của ...
Bainite là gì Bainite? Bainite là một acicular ...
Sắt Carbon Giai đoạn Sơ đồ Fe-Fe3C và Sơ đồ TTT Carbon Giai đoạn Sơ đồ sắt sắt cacbon ...
Grab Điều này phụ tùng
Luyện kim GÓC

Ngẫu nhiên bài viết

  • Carbon Steel là gì?
    Thép carbon, còn được gọi là đồng bằng thép carbon, hợp kim kim loại, một sự kết hợp của hai yếu tố, sắt và carbon, nơi ot ...
  • Bạc là gì?
    Bạc được sản xuất như là một sản phẩm phụ của đồng, chì, vàng, và zincrefining ...
  • Bone Trung Quốc là gì?
    Xương món ăn Trung Quốc có được khoảng một thời gian rất dài và có thể được tìm thấy trong hầu hết các tiệc buffet Trung Quốc, cũ và mới. Nhiều nhóm ủng hộ ...
  • Đặc tính của vật liệu
    Mô tả đặc tính, khi được sử dụng trong khoa học vật liệu, đề cập đến việc sử dụng các kỹ thuật bên ngoài để thăm dò vào st nội bộ ...
  • Không phân tích
    Không phân tích là quá trình thu thập và phân tích dữ liệu để xác định nguyên nhân của thất bại . ...