Poladın istilik müalicəsi onun strukturuna və xassələrinə təsir edən ən güclü mexanizmdir. Bu, temperatur oyunundan asılı olaraq kristal qəfəslərin modifikasiyasına əsaslanır. Ferrit, perlit, sementit və austenit müxtəlif şəraitdə dəmir-karbon ərintisində ola bilər. Sonuncu poladdakı bütün istilik çevrilmələrində böyük rol oynayır.
Tərif
Polad, nəzəri cəhətdən karbonun 2,14%-ə qədər olduğu, lakin texnoloji baxımdan 1,3%-dən çox olmayan miqdarda ehtiva etdiyi dəmir və karbon ərintisidir. Müvafiq olaraq, orada xarici təsirlərin təsiri altında əmələ gələn bütün strukturlar da ərintilərin sortlarıdır.
Nəzəriyyə onların mövcudluğunu 4 variasiyada təqdim edir: nüfuz edən bərk məhlul, istisna bərk məhlul, taxılların mexaniki qarışığı və ya kimyəvi birləşmə.
Austenit γ kimi istinad edilən dəmirin üz mərkəzli kub kristal qəfəsinə karbon atomunun nüfuz etməsinin bərk məhluludur. Karbon atomu dəmirin γ-torunun boşluğuna daxil edilir. Onun ölçüləri Fe atomları arasındakı müvafiq məsamələri üstələyir, bu da onların əsas strukturun "divarları" vasitəsilə məhdud keçidini izah edir. Proseslərdə formalaşır727˚С-dən yuxarı artan istiliklə ferrit və perlitin temperatur dəyişiklikləri.
Dəmir-karbon ərintilərinin qrafiki
Eksperimental olaraq qurulmuş dəmir-sementit vəziyyəti diaqramı adlanan qrafik polad və çuqunlarda çevrilmənin bütün mümkün variantlarının aydın nümayişidir. Alaşımdakı müəyyən miqdarda karbon üçün xüsusi temperatur dəyərləri istilik və ya soyutma prosesləri zamanı mühüm struktur dəyişikliklərinin baş verdiyi kritik nöqtələr meydana gətirir, eyni zamanda kritik xətlər əmələ gətirir.
Ac3 və Acm nöqtələrini ehtiva edən GSE xətti istilik səviyyələri artdıqca karbonun həll olma səviyyəsini təmsil edir.
| Austenitdə karbonun temperatura qarşı həlli cədvəli | |||||
| Temperatur, ˚C | 900 | 850 | 727 | 900 | 1147 |
| C-nin austenitdə təxmini həllolma qabiliyyəti, % | 0, 2 | 0, 5 | 0, 8 | 1, 3 | 2, 14 |
Təhsilin xüsusiyyətləri
Austenit polad qızdırıldıqda əmələ gələn strukturdur. Kritik temperatura çatdıqda, perlit və ferrit inteqral maddə əmələ gətirir.
İsitmə seçimləri:
- Uniforma, tələb olunan dəyərə çatana qədər, qısa ekspozisiya,soyutma. Ərintinin xüsusiyyətlərindən asılı olaraq austenit tam və ya qismən əmələ gələ bilər.
- Temperaturun yavaş artması, təmiz austenit əldə etmək üçün əldə edilmiş istilik səviyyəsini uzun müddət saxlamaq.
Nəticədə qızdırılan materialın, eləcə də soyutma nəticəsində baş verəcək xüsusiyyətləri. Çox şey əldə edilən istilik səviyyəsindən asılıdır. Həddindən artıq qızmanın və ya həddindən artıq istiləşmənin qarşısını almaq vacibdir.
Mikrostruktur və xassələri
Dəmir-karbon ərintiləri üçün xarakterik olan fazaların hər biri özünəməxsus qəfəs və taxıl quruluşuna malikdir. Ostenitin quruluşu lamellidir, həm sivri, həm də qabarıq formalara yaxındır. Karbonun γ-dəmirdə tam həll edilməsi ilə taxıllar tünd sementit daxilolmaları olmadan açıq formada olur.
Sərtlik 170-220 HB-dir. İstilik və elektrik keçiriciliyi ferritinkindən daha aşağı böyüklük sırasıdır. Maqnit xassələri yoxdur.
Soyutma variantları və onun sürəti "soyuq" vəziyyətin müxtəlif modifikasiyalarının formalaşmasına səbəb olur: martensit, beynit, troostit, sorbit, perlit. Onlar oxşar acikulyar quruluşa malikdirlər, lakin hissəciklərin dispersiyası, taxıl ölçüsü və sementit hissəcikləri ilə fərqlənirlər.
Soyutmanın austenit üzərində təsiri
Austenitin parçalanması eyni kritik nöqtələrdə baş verir. Onun effektivliyi aşağıdakı amillərdən asılıdır:
- Soyutma dərəcəsi. Karbon daxilolmalarının təbiətinə, taxılların formalaşmasına, finalın formalaşmasına təsir göstərirmikrostruktur və onun xassələri. Soyuducu kimi istifadə olunan mühitdən asılıdır.
- Çözünmə mərhələlərindən birində izotermik komponentin olması - müəyyən bir temperatur səviyyəsinə endirildikdə, müəyyən bir müddət ərzində sabit istilik saxlanılır, bundan sonra sürətli soyutma davam edir və ya bir istilik elementi ilə birlikdə baş verir. istilik cihazı (soba).
Beləliklə, austenitin davamlı və izotermik çevrilməsi fərqləndirilir.
Dönüşmələrin xarakter xüsusiyyətləri. Diaqram
Temperaturun dəyişmə dərəcəsindən asılı olaraq zaman intervalında metalın mikrostrukturunda baş verən dəyişikliklərin xarakterini göstərən C formalı qrafik - bu austenit çevrilmə diaqramıdır. Həqiqi soyutma davamlıdır. İstiliyin məcburi saxlanmasının yalnız bəzi mərhələləri mümkündür. Qrafik izotermik şərtləri təsvir edir.
Xarakter diffuziya və qeyri-diffuziya ola bilər.
Standart istilik azalma dərəcələrində austenit taxıl diffuziya yolu ilə dəyişir. Termodinamik qeyri-sabitlik zonasında atomlar öz aralarında hərəkət etməyə başlayır. Dəmir qəfəsə nüfuz etməyə vaxtı olmayanlar sementit daxilolmaları əmələ gətirir. Onlara kristallarından ayrılan qonşu karbon hissəcikləri qoşulur. Sementit çürüyən taxılların sərhədlərində əmələ gəlir. Təmizlənmiş ferrit kristalları müvafiq lövhələri əmələ gətirir. Dağılmış bir quruluş meydana gəlir - ölçüsü və konsentrasiyası soyutma sürətindən və tərkibindən asılı olan taxılların qarışığı.ərinti karbon. Perlit və onun ara fazaları da əmələ gəlir: sorbit, troostit, beynit.
Temperaturun əhəmiyyətli dərəcədə azalması ilə austenitin parçalanması diffuziya xarakteri daşımır. Kristalların mürəkkəb təhrifləri baş verir ki, bunların içərisində bütün atomlar yerlərini dəyişmədən eyni vaxtda bir müstəvidə yerdəyişirlər. Diffuziya çatışmazlığı martensitin nüvələşməsinə kömək edir.
Sərtləşmənin austenitin parçalanma xüsusiyyətlərinə təsiri. Martensit
Sərtləşdirmə istilik müalicəsinin bir növüdür, onun mahiyyəti Ac3 və Acm kritik nöqtələrdən yuxarı yüksək temperaturlara sürətlə qızdırmaqdır., ardınca sürətli soyutma. Temperatur suyun köməyi ilə saniyədə 200˚С-dən çox sürətlə aşağı salınarsa, o zaman martensit adlanan bərk asikulyar faza əmələ gəlir.
Bu, α tipli kristal qəfəslə karbonun dəmirə nüfuz etməsinin həddindən artıq doymuş bərk məhluludur. Atomların güclü yerdəyişmələri səbəbindən təhrif olunur və sərtləşmənin səbəbi olan tetraqonal qəfəs əmələ gətirir. Yaranan struktur daha böyük həcmə malikdir. Nəticədə təyyarə ilə məhdudlaşan kristallar sıxılır, iynə kimi lövhələr əmələ gəlir.
Martensit güclü və çox sərtdir (700-750 HB). Yalnız yüksək sürətli söndürmə nəticəsində formalaşmışdır.
Sərtləşmə. Diffuziya strukturları
Austenit, beynit, troostit, sorbit və perlitin süni şəkildə istehsal oluna biləcəyi bir təbəqədir. Sərtləşmənin soyuması baş verərsəaşağı sürətlər, diffuziya çevrilmələri həyata keçirilir, onların mexanizmi yuxarıda təsvir edilmişdir.
Troostit yüksək dispersiya dərəcəsi ilə xarakterizə olunan perlitdir. İstilik saniyədə 100˚С azaldıqda əmələ gəlir. Çoxlu sayda kiçik ferrit və sementit dənələri bütün müstəvidə paylanmışdır. “Bərkmiş” sementit lamel forması ilə xarakterizə olunur və sonrakı temperləmə nəticəsində əldə edilən troostit dənəvər vizual görünüşə malikdir. Sərtlik - 600-650 HB.
Beynit yüksək karbonlu ferrit və sementitin kristallarının daha da dağılmış qarışığı olan ara fazadır. Mexanik və texnoloji xüsusiyyətlərə görə martensitdən daha aşağıdır, lakin troostiti üstələyir. Diffuziya qeyri-mümkün olduqda və martenzitə çevrilmək üçün kristal quruluşun sıxılma və hərəkət qüvvələri kifayət etmədikdə temperatur diapazonlarında əmələ gəlir.
Sorbitol saniyədə 10˚С sürətlə soyuduqda perlit fazalarının qaba iynəyə bənzər müxtəlifliyidir. Mexanik xüsusiyyətlər perlit və troostit arasında aralıqdır.
Perlit ferrit və sementit taxıllarının birləşməsidir, dənəvər və ya qatlı ola bilər. Saniyədə 1˚C soyutma dərəcəsi ilə austenitin hamar parçalanması nəticəsində əmələ gəlir.
Beitit və troostit daha çox bərkidici strukturlarla əlaqədardır, sorbit və perlit isə tavaların formasını və ölçüsünü müəyyən edən xüsusiyyətləri ilə tavlama, tavlama və normallaşma zamanı da əmələ gələ bilər.
Yuvlamanın təsiriaustenit parçalanma xüsusiyyətləri
Praktiki olaraq bütün növ yumşalma və normallaşma austenitin qarşılıqlı transformasiyasına əsaslanır. Tam və natamam tavlama hipoeutektoid poladlara tətbiq edilir. Hissələr sobada müvafiq olaraq Ac3 və Ac1 kritik nöqtələrindən yuxarı qızdırılır. Birinci növ, tam çevrilməni təmin edən uzun bir saxlama dövrünün olması ilə xarakterizə olunur: ferrit-austenit və perlit-austenit. Bunun ardınca sobada iş parçaları yavaş-yavaş soyudulur. Çıxışda, daxili gərginliklər olmadan, plastik və davamlı olan ferrit və perlitin incə dağılmış qarışığı əldə edilir. Tamamlanmamış yumşalma daha az enerji tələb edir və yalnız perlitin strukturunu dəyişdirərək ferriti demək olar ki, dəyişməz qoyur. Normallaşma temperaturun daha yüksək dərəcədə azalması, eyni zamanda çıxışda daha qaba və daha az plastik quruluşu nəzərdə tutur. Karbon tərkibi 0,8-1,3% olan polad ərintiləri üçün normallaşmanın bir hissəsi kimi soyuduqdan sonra austenit-perlit və austenit-sementit istiqamətində parçalanma baş verir.
Struktur dəyişikliklərə əsaslanan digər istilik müalicəsi növü homogenləşmədir. Böyük hissələrə tətbiq olunur. Bu, 1000-1200 ° C temperaturda austenitik qaba dənəli vəziyyətin mütləq əldə edilməsini və sobada 15 saata qədər məruz qalmasını nəzərdə tutur. İzotermik proseslər yavaş soyutma ilə davam edir, bu da metal konstruksiyaları bərabərləşdirməyə kömək edir.
İzotermik yumşalma
Anlamağı asanlaşdırmaq üçün sadalanan metala təsir üsullarının hər biriaustenitin izotermik çevrilməsi kimi qəbul edilir. Lakin onların hər biri yalnız müəyyən mərhələdə xarakterik xüsusiyyətlərə malikdir. Reallıqda dəyişikliklər sürəti nəticəni təyin edən istiliyin davamlı azalması ilə baş verir.
İdeal şəraitə ən yaxın üsullardan biri izotermik tavlamadır. Onun mahiyyəti həm də bütün strukturların austenite tam parçalanmasına qədər qızdırmaq və saxlamaqdan ibarətdir. Soyutma bir neçə mərhələdə həyata keçirilir ki, bu da daha yavaş, daha uzun və termal cəhətdən sabit parçalanmaya kömək edir.
- Temperaturun Ac nöqtəsindən 100˚C aşağı sürətlə düşməsi1.
- Ferrit-perlit fazalarının əmələ gəlməsi prosesləri başa çatana qədər əldə edilmiş dəyərin uzun müddət məcburi saxlanması (sobaya yerləşdirməklə).
- Sakin havada soyutma.
Metod həmçinin soyudulmuş vəziyyətdə qalıq austenitin olması ilə xarakterizə olunan alaşımlı poladlara da şamil edilir.
Tutmuş austenit və austenit poladları
Bəzən austenit saxlandıqda natamam çürümə mümkündür. Bu, aşağıdakı hallarda baş verə bilər:
- Tam çürümə baş vermədikdə çox sürətli soyutma. O, beynit və ya martenzitin struktur komponentidir.
- Yüksək karbonlu və ya aşağı lehimli polad, bunun üçün austenitik dispers çevrilmə prosesləri mürəkkəbdir. Homojenləşdirmə və ya izotermik yumşalma kimi xüsusi istilik müalicəsi üsullarını tələb edir.
Yüksək ərintilər üçün -təsvir edilən çevrilmələrin heç bir prosesi yoxdur. Alaşımlı poladın nikel, manqan, xrom ilə əlavə təsirlər tələb etməyən əsas güclü struktur kimi austenitin əmələ gəlməsinə kömək edir. Ostenitik poladlar yüksək möhkəmlik, korroziyaya davamlılıq və istilik müqaviməti, istiliyə davamlılıq və çətin aqressiv iş şəraitinə qarşı müqavimət ilə xarakterizə olunur.
Austenit poladın yüksək temperaturda qızdırılması mümkün olmayan və mexaniki və texnoloji xassələrini yaxşılaşdırmaq üçün onun istilik müalicəsinin demək olar ki, bütün üsullarında iştirak edən strukturdur.
