εταιρικά νέα για Εμπεριστατωμένη Εξήγηση των Κοινών Μεταλλογραφικών Δομών που Χρησιμοποιούνται στη Βιομηχανική Παραγωγή Χάλυβα

一、 Βασική δομή στερεού διαλύματος

1. Αυστενίτης ((A [Feγ (C) ])

Ο αυστενίτης είναι ένα στερεό διάλυμα που σχηματίζεται από την διάλυση του άνθρακα και των αλουμινιστικών στοιχείων σε γ-Fe.είναι μια σταθερή δομή στην οποία ο άνθρακας και διάφορα στοιχεία κράματος διαλύονται μαζί σε γ -FeΤο αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό του είναι η εξαιρετική πλαστικότητα, αλλά η σκληρότητά του και το σημείο απόδοσης είναι σχετικά χαμηλά, με τις τιμές σκληρότητας Brinell να κυμαίνονται συνήθως από 170 έως 220HB.Είναι η μικροδομή με τον μικρότερο ειδικό όγκο μεταξύ των χάλυβαΣε συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών, η αυστενίτη έχει ισχυρή ικανότητα να διαλύει άνθρακα.η ποσότητα του διαλυμένου άνθρακα μειώνεται σε 0Κάτω από ένα μεταλλωγραφικό μικροσκόπιο, ο αυστενίτης παρουσιάζει ένα κανονικό πολύγωνο σχήμα λόγω της διατήρησης της δομής του κυβικού πλέγματος γ-Fe με κέντρο το πρόσωπο.Αυτή η μικροδομή προσδίδει στον χάλυβα εξαιρετικές ιδιότητες ψύξηςΚατά τις θερμές εργασίες, όπως το σφυρηλάτημα και το έλασμα, η παρουσία του αυστενίτη βοηθά στην πλαστική παραμόρφωση του χάλυβα.

2Φερρίτης (Feα (C))

Το φερρύτη είναι ένα στερεό διάλυμα που σχηματίζεται από τη διάλυση του άνθρακα και των συστατικών του σιδηρού σε α-Fe.περίπου μεταξύ 80 και 100HBΌταν τα στοιχεία κράματος διαλύονται σε φερρίτη, μπορούν να αυξήσουν αποτελεσματικά την αντοχή και τη σκληρότητα του χάλυβα.η διαλυτότητα του άνθρακα στο φερρίτη είναι μόνο 00,022%, και σε θερμοκρασία δωματίου, είναι μόλις 0,008%.Το φερρίτη διατηρεί την κεντρική δομή του α-Fe και παρουσιάζει τα χαρακτηριστικά πολυεδρικών μεταλλωγικών χαρακτηριστικών των καθαρών μετάλλων σε μεταλλωγικές δομές.Η παρουσία του φερρίτη προσδίδει στον χάλυβα καλή αντοχή και δυνατότητα κατεργασίας σε κρύο και χρησιμοποιείται συχνά σε δομικά στοιχεία με υψηλές απαιτήσεις πλαστικότητας.

二、Συνθέματα και μικτές δομές

1Σιμενίτης (Fe3C)

Ο τσιμεντίτης, μια ένωση που αποτελείται από σίδηρο και άνθρακα, είναι επίσης γνωστή ως καρβίδιο σιδήρου.Σύμφωνα με το διάγραμμα ισορροπίας σιδήρου-ανθρακού, ο τσιμεντίτης μπορεί να ταξινομηθεί σε τρεις τύπους με βάση την πορεία της βροχόπτωσης και τη μορφολογία του: Ο πρωτογενής τσιμεντίτης κρυσταλλώνει και βροχοποιείται από το υγρό κατά μήκος της γραμμής CD,Μεγέθους άνω του 1 mm και άνω του 1 mmΟ δευτερογενής τσιμεντίτης εκφράζεται κατά μήκος της γραμμής ES από α- στερεά διάλυμα και εμφανίζεται συχνά σε λευκή δικτυωτή μορφή.και είναι επίσης κυρίως ένα λευκό δίκτυοΟ τσιμεντίτης έχει αδύναμο μαγνητισμό σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας. Ο μαγνητισμός του εξαφανίζεται όταν η θερμοκρασία υπερβαίνει τους 217 ° C. Το σημείο τήξης του είναι περίπου 1600 ° C και η περιεκτικότητά του σε άνθρακα είναι 6.67%Η σκληρότητα του τσιμεντίτη είναι εξαιρετικά υψηλή, υπερβαίνει κατά πολύ το 700HB, αλλά είναι εξαιρετικά εύθραυστη και δεν έχει σχεδόν καμία πλαστικότητα.η μορφολογία και η κατανομή του τσιμεντίτη έχουν σημαντική επίδραση στην αντοχή του χάλυβαΓια παράδειγμα, ο κοκκώδης τσιμεντίτης μπορεί να αυξήσει την αντοχή του χάλυβα, διατηρώντας παράλληλα μια ορισμένη αντοχή.

2Περλίτης

Ο περγαλίτης είναι ένα μηχανικό μείγμα φερριτίου και τσιμεντιτίου, και είναι το προϊόν του ευτεκτωειδούς μετασχηματισμού χάλυβα άνθρακα με περιεκτικότητα σε άνθρακα 0,77%.Η μικροδομή του είναι μια πλακιδιακή δομή με φερρίτη και τσιμεντίτη εναλλακτικά διατεταγμέναΤο μέγεθος του διαστήματος μεταξύ των φύλλων περγαλιτίου εξαρτάται από τον βαθμό υποψύχωσης κατά τη διάρκεια της αποσύνθεσης του αυστενίτη.Όσο μικρότερη είναι η διαφορά των φύλλων περγαριλίτη που σχηματίζονταιΒάσει της διαφοράς στο διαχωρισμό των πλακών, μπορεί να ταξινομηθεί περαιτέρω σε περγαλίτη, σορβίτη και τροστίτη, αλλά ουσιαστικά είναι όλες δομές τύπου περγαλίτη.Ο χοντρός λαμελλώδης μαργαριταρίτης είναι το προϊόν της αποσύνθεσης του αυστενίτη στο εύρος υψηλών θερμοκρασιών 650-700 °C.Τα φύλλα Fe3C μπορούν να διακρίνονται χρησιμοποιώντας ένα γενικό μεταλλωγραφικό μικροσκόπιο (κάτω από 500 φορές μεγέθυνση).Η σορβιτίτη είναι το προϊόν της αποσύνθεσης της αυστενίτης στο εύρος θερμοκρασίας 600-650 °CΑπαιτείται μικροσκόπιο υψηλής ισχύος (μεγεθύνεται 1000 φορές) για να διακρίνονται τα φύλλα Fe3C.Ο τροστενίτης είναι το προϊόν της αποσύνθεσης της αυστενίτης σε υψηλές θερμοκρασίες 550-600 °CΤα φύλλα Fe3C διακρίνονται μόνο με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο (μεγεθύνεται 10.000 φορές).όπως η σφαιροειδική αναψύξη ή η υψηλής θερμοκρασίας θέρμανση, ο τσιμεντίτης μπορεί να κατανεμηθεί ομοιόμορφα σε κόκκινη μορφή στη μήτρα του φερρίτη, σχηματίζοντας σφαιροειδή περγαριλίτη, επίσης γνωστή ως κόκκινη περγαριλίτη.Αυτή η μικροδομή μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την μηχανική ικανότητα και την αντοχή του χάλυβα.

3.Μαρτενσίτης

Ο μαρτενσίτης είναι ένα υπερκορεσμένο στερεό διάλυμα άνθρακα σε α-Fe. Όταν ο χάλυβας υποβάλλεται σε επεξεργασία αυστενίτισης υψηλής θερμοκρασίας και ψύχεται με εξαιρετικά γρήγορο ρυθμό κάτω από το σημείο μαρτενσίτη, ο χάλυβας υποβάλλεται σε επεξεργασία αυστενίτισης υψηλής θερμοκρασίας και ψύχεται με εξαιρετικά γρήγορο ρυθμό κάτω από το σημείο μαρτενσίτη.λόγω της ασταθούς δομής του γ-Fe σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίαςΩστόσο, λόγω του εξαιρετικά γρήγορου ρυθμού ψύξης, τα άτομα άνθρακα στο χάλυβα δεν έχουν χρόνο να διασκορπιστούν.διατηρώντας έτσι τη σύνθεση αυστενίτη της μητρικής φάσης σε υψηλές θερμοκρασίεςΩς εκ τούτου, το μαρτενσίτη είναι το προϊόν ενός μη διαχυμένου μετασχηματισμού φάσης που συμβαίνει όταν ο χάλυβας ψύχεται γρήγορα κάτω από το σημείο μαρτενσίτη μετά την αυστενίτιση.Το μαρτενσίτη είναι σε μετασταθερή κατάσταση.Εξαιτίας της υπερκορεσμού του άνθρακα στο α-Fe, το κεντρικό κύβικο πλέγμα α-Fe στρεβλώνεται, σχηματίζοντας ένα τετραγωνικό πλέγμα με κεντρικό σώμα.περίπου μεταξύ 640 και 760HBΗ διαστολή του πλέγματος που προκαλείται από τον υπερκορεσμένο άνθρακα,ο ειδικός όγκος του μαρτενσιτού είναι μεγαλύτερος από αυτόν του αυστενίτηΌταν ο μαρτενσίτης σχηματίζεται στον χάλυβα, θα παράγει μια σχετικά μεγάλη τάση μετατροπής φάσης.το μαρτενσίτη παρουσιάζει λευκές δομές που μοιάζουν με βελόνες σε ορισμένες γωνίες μεταξύ τους στη μεταλλωγική δομήΩστόσο, δεν είναι όλες οι μαρτενσιτικές δομές σκληρές και εύθραυστες.μετά από επεξεργασία σβήσματος και θέρμανσηςΗ δομή αυτή συνδυάζει υψηλή αντοχή με καλή αντοχή και χρησιμοποιείται ευρέως στη κατασκευή, τη μηχανική κατασκευή και άλλους τομείς.

• Ειδική μεταλλωγραφική δομή
  
  1.Μαϊνίτης (Β)

Ο βαϊνίτης είναι μείγμα υπερκορεσμένου φερρίτη και τσιμεντίτη που σχηματίζεται από τη μετατροπή φάσης της υποψύχωτης αυστενίτης στο εύρος μέσης θερμοκρασίας (περίπου 250-450 °C).Το βαϊνίτη μπορεί να ταξινομηθεί περαιτέρω σε ανώτερο βαϊνίτη και κατώτερο βαϊνίτη με βάση τη διαφορά στην θερμοκρασία σχηματισμού του.Ο άνω βαϊνίτης είναι μια μικροδομή που σχηματίζεται κοντά στην θερμοκρασία σχηματισμού του μαργαριταριού.Το χαρακτηριστικό του είναι ότι τα φύλλα α-Fe είναι διατεταγμένα παράλληλα προς την ίδια κατεύθυνση εντός των κόκκων, ξεκινώντας από τα όρια των κόκκωνΣτην μεταλλωγική δομή, εμφανίζεται σαν φτερό και μπορεί να είναι συμμετρική ή ασύμμετρη.Η αντοχή του ανώτερου βαϊνίτη είναι χαμηλότερη από εκείνη του λεπτού λαμελικού μαργαριταριού που σχηματίζεται στην ίδια θερμοκρασίαΟ κατώτερος βαϊνίτης είναι μια δομή που σχηματίζεται γύρω στους 300 ° C και εμφανίζεται ως μαύρες δομές που μοιάζουν με βελόνες σε μεταλλωγικές δομές.Τόσο ο άνω όσο και ο κατώτερος βαϊνίτης είναι ουσιαστικά συνδυασμοί φερρίτη και τσιμεντίτη.Η αντοχή του χαμηλότερου bainite είναι παρόμοια με αυτή του μαρτενσιτού σε ίδια θερμοκρασία.και η συνολική απόδοσή του είναι ανώτερη από αυτή του άνω bainiteΣε ορισμένες περιπτώσεις, είναι ακόμη καλύτερο από το μαρτενσίτη. Για ορισμένα μέρη που απαιτούν μια καλή προσαρμογή της αντοχής και της αντοχής, όπως τα τμήματα του άξονα από μέσο χάλυβα άνθρακα,Η επίτευξη χαμηλότερης δομής bainite μέσω κατάλληλης θερμικής επεξεργασίας μπορεί να αυξήσει τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων.

2Ο Οργανισμός του Γουέι.

Η δομή Widmanstatten εμφανίζεται συνήθως σε υποβυτεκτόειδο χάλυβα. σχηματίζεται λόγω υπερθέρμανσης του χάλυβα και του σχηματισμού αυστενίτη με χοντρό κόκκο.Εκτός από την κατάπτωση μαζικών α-Fe στα όρια των αρχικών κόκκων αυστενίτη, θα υπάρξει επίσης πλάκα α -Fe που αναπτύσσεται από τα όρια των κόκκων στο εσωτερικό των κόκκων.Αυτά τα α -Fees έχουν μια ορισμένη κρυσταλλική σχέση προσανατολισμού με τον αρχικό αυστενίτη., που παρουσιάζονται στους κόκκους ως οστρακοειδείς μορφές που βρίσκονται σε μια ορισμένη γωνία μεταξύ τους ή παράλληλα μεταξύ τους, η οποία αναφέρεται συνήθως ως δομή Widmanstatten του υποευτεκτωειδούς χάλυβα.Το υπερθερμασμένο υποβρεκτόειδο χάλυβα είναι επιρρεπές να αναπτύξει δομή Widmanstatten σε σχετικά γρήγορο ρυθμό ψύξηςΌταν η δομή Widmanstatten είναι έντονη, θα οδηγήσει σε σημαντική μείωση της αντοχής στην πρόσκρουση και μείωση της επιφάνειας του χάλυβα, καθιστώντας το χάλυβα εύθραυστο.μέσω πλήρους επεξεργασίας ανάψυξης, η δομή Welmanstatten μπορεί να εξαλειφθεί και να αποκατασταθούν οι ιδιότητες του χάλυβα.Ο έλεγχος της θερμοκρασίας θέρμανσης και του ρυθμού ψύξης είναι το κλειδί για την αποφυγή του σχηματισμού της δομής Widmanstatten.

3. Τυφή με λωρίδες

Η δομή με λωρίδες είναι ένα χαρακτηριστικό μικροδομής του δομικού χάλυβα χαμηλών εκπομπών άνθρακα μετά από θερμή επεξεργασία,ειδικά εκδηλωμένο ως ζώνη δομής στην οποία ο φερρίτης και ο μαργαριταρίτης κατανέμονται σε στρώματα παράλληλα με την κατεύθυνση επεξεργασίαςΑυτή η μικροδομή θα προκαλέσει τις μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα να δείξουν ανισοτροπία.Υπάρχουν διαφορές στις επιδόσεις του χάλυβα προς την κατεύθυνση παράλληλη και κάθετη προς την κατεύθυνση της ταινίαςΚατά τη διάρκεια της διαδικασίας κυλίνδρωσης του χάλυβα, με τον έλεγχο της τελικής θερμοκρασίας κυλίνδρωσης,ταχύτητα ψύξης και εύλογη αναλογία κυλίσματος και άλλες παραμέτρους διαδικασίας, μπορεί να μειωθεί ή να αποφευχθεί ο σχηματισμός ζώνης δομής.

4. δ φάση

Η φάση δ είναι μια μικρή ποσότητα φερρίτη που υπάρχει σε ανοξείδωτο χρώμιο-νικέλιο χάλυβα, ειδικά σε εκείνα που περιέχουν στοιχεία όπως το νιοβίο και το τιτάνιο.η δ φάση παίζει σημαντικό ρόλοΜπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά το σχηματισμό κρυσταλλικών ρωγμών στις συγκόλλησεις από ανοξείδωτο χάλυβα, να μειώσει την τάση διασωματικής διάβρωσης και διάβρωσης υπό πίεση,και ταυτόχρονα να ενισχύσει την αντοχή του ανοξείδωτου χάλυβαΩστόσο, όταν η ποσότητα δ φερριτίου υπερβαίνει ένα ορισμένο όριο (π.χ. πάνω από 8%), αυξάνει την τάση τρύπησης του ανοξείδωτου χάλυβα.η δ φάση είναι πιθανό να μετατραπεί σε σ φάσηΚατά τον σχεδιασμό της σύνθεσης του ανοξείδωτου χάλυβα και τη διαμόρφωση της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας, η μέθοδος αυτή πρέπει να χρησιμοποιείται για την επίτευξη των στόχων που καθορίζονται στο παράρτημα III.είναι απαραίτητο να ελέγχεται με ακρίβεια το περιεχόμενο της δ φάσης για την εξισορρόπηση των ευεργετικών και επιβλαβών επιπτώσεών της.

5σ φάση

Η φάση σ - ανακαλύφθηκε ως φάση κράματος κατά τη μελέτη του φαινομένου εύθραυσης των κράματος Fe-Cr.η σ φάση είναι μη μαγνητική και έχει τα χαρακτηριστικά της σκληρότητας και της εύθραυσηςΌταν η σ φάση υπάρχει στο κράμα, ειδικά όταν διανέμεται κατά μήκος των ορίων των κόκκων, θα μειώσει σημαντικά την πλαστικότητα και την αντοχή του χάλυβα.Η σ φάση απαιτεί γενικά ένα περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας 550-900 °C για σχετικά μεγάλο χρονικό διάστημα για να σχηματιστεί σταδιακάΗ σ φάση συνδέεται με πολλούς παράγοντες του χάλυβα.όπως η σύνθεσή του (συμπεριλαμβανομένης της περιεκτικότητας σε στοιχεία όπως χρώμιο και νικέλιο)Σε ατσάλι υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο και νικέλιο-χρώμιο, όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε χρώμιο, τόσο πιο εύκολο είναι να σχηματιστεί η σ φάση.Επιπλέον, το δ φερρίτη στον αυστενίτικο χάλυβα είναι επιρρεπές να μετατραπεί σε σ φάση και η διαδικασία ψυχρής παραμόρφωσης προωθεί επίσης το σ φάση,προκαλώντας τη μετατόπιση προς τα κάτω του εύρους θερμοκρασίας στο οποίο σ σχηματίζεταιΚατά την παραγωγή και την εφαρμογή του ανοξείδωτου χάλυβα,είναι αναγκαίο να παρακολουθείται στενά ο σχηματισμός της φάσης σ και να αποφεύγεται η αρνητική επίδρασή της στις ιδιότητες του υλικού μέσω εύλογου ελέγχου της διαδικασίας.