Austenit (fase)
Austenit er det metallografiske navn for den ansigtscentrerede kubiske modifikation ( fase ) af rent jern og dets blandede krystaller . [1]
Struktur og egenskaber
Den austenitiske fase (defineret af den ansigtscentrerede kubiske gitterstruktur) forekommer mellem temperaturer på 1392 ° C og 911 ° C som y-jern i rent jern. Når det afkøles, dannes det fra δ-ferrit gennem en polymorf transformation . [2]
Hvis kulstof tilsættes som et legeringselement , er austenitten til stede som en indlejret fast opløsning .
Det ansigtscentrerede kubiske austenitgitter har oktaedriske huller med en radius på 0,41 R. På trods af den større pakningstæthed kan austenit derfor opløse betydeligt flere carbonatomer end krz ferritgitteret . [1]
Den maksimale carbonopløselighed er 1147 ° C med 2,06% carbon, se jern-carbon diagram . Australiens opløselighed falder med temperaturen. Ved en temperatur på 723 ° C er den 0,8%.
Diffusionshastigheden i austenit er lavere end i ferrit. [3]
Den austenitiske fase har paramagnetiske egenskaber (ikke magnetiserbare). [4]
Stabilitet og påvirkning af legeringselementer
Når Fe-C-legeringer køler ned, udfældes cementit langs ES-linjen i EKD; dette sker ved langsomme kølehastigheder og skyldes den faldende opløselighed af kulstof i austenit.
Ved slukning af austenit til stuetemperatur med lavt kulstofindhold kan strukturen omdannes fuldstændigt til martensit . En diffusionsfri vendeproces finder sted, hvor 2-bil enhedsceller danner en tetragonal-forvrænget enhedscelle. Kulstoffet har ikke tid til at diffundere, forbliver tvangsopløst og ændrer derved gitterstrukturen. [5] Med højere kulstofindhold og visse legeringselementer (se nedenfor) beholdes en andel austenit, der stiger med kulstofindholdet, som resterende austenit ud over martensit. Martensit start og martensit finish temperaturer er faldet. Langsom afkøling fra austenitområdet under 723 ° C resulterer i udfældning af perlit , en lamellær struktureret blanding af ferrit og cementit. [6] Anvendelsen af tid-temperatur konverteringsdiagrammer (TTT-diagrammer) gør det muligt at bestemme, hvilken fase der forekommer ved afslutningen af en varmebehandling for en specifik legeringssammensætning, afhængigt af køletemperaturen og kølehastigheden.
Dannelsen af den austenitiske fase kan påvirkes af austenit- eller ferritstabiliserende elementer.
Austenitstabiliserende legeringselementer er nikkel , kulstof , kobolt , mangan og nitrogen (fungerer som en æselbro: NiCCoMnN tænder gamma). De stabiliserer eller udvider eksistensområdet for y-enfasepladsen til højere og / eller lavere temperaturer. [7] Ved hjælp af Schaeffler -diagrammet kan nikkel- og chromækvivalenter bruges til at beregne hvilken fase der sker, når afkølingen er tilstrækkelig hurtig. Hvis indholdet af disse legeringselementer er tilstrækkeligt højt, forbliver hele stålkonstruktionen metastabilt i austenit -tilstand ved stuetemperatur, hvis martensit -starttemperaturen er under stuetemperatur (austenitiske stål). [8] Se også: Rostfreier_Stahl # Austenitic_Stahlsorten
Ferritstabiliserende legeringselementer inkluderer chrom , aluminium , titanium , silicium , vanadium og molybdæn . De forårsager et lukket y-felt. Hvis indholdet af disse legeringselementer er tilstrækkeligt, er y-feltet så tæt indsnævret, at stålet ikke omdannes til austenit ved opvarmning (ferritisk stål). [7] Opløseligheden af kulstof i austenit reduceres med legeringselementer, hvilket ændrer eutektoidkoncentrationen . [9]
Se også
Individuelle beviser
- ↑ a b Wolfgang Bergmann: Werkstofftechnik 1. 7., revideret udgave, Carl Hanser Verlag, München 2013, ISBN 978-3-446-43581-0 , s. 215.
- ^ Wilhelm Domke: Materialevidenskab og materialetest. 10., forbedret udgave, Cornelsen-Velhagen & Klasing, 2001, ISBN 3-590-81220-6 , s. 78.
- ↑ Bargel / Schulze (red.): Materialevidenskab. 11. udgave, Springer, Berlin / Heidelberg 2012, ISBN 978-3-642-17716-3 , s. 176.
- ^ Redaktør af Edelstahl-Vereinigung e. V. med Association of German Ironworkers (VDEh) (Red.): Rustfrit stål. 2., revideret udgave, Verlag Stahleisen mbH, Düsseldorf 1989, ISBN 3-514-00333-5 , s. 21.
- ^ W. Schatt, H. Worch, Material Science 9. udgave, Willey-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2003, ISBN 3527323236 , s. 172.
- ^ H. Oettel, H. Schuhmann, Metallografi. 14. udgave, Willey-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2005, ISBN 3-527-30679-X , s. 401.
- ↑ a b Wilhelm Domke: Materialevidenskab og materialetest. 10. forbedrede udgave, Cornelsen-Velhagen & Klasing, 2001, ISBN 3-590-81220-6 , s. 160.
- ^ Wolfgang Bergmann: Werkstofftechnik, 1. 7. reviderede udgave, Carl Hanser Verlag, München 2013, ISBN 978-3-446-43581-0 , s. 227.
- ^ H. Oettel og H. Schuhmann, Metallography , 14. udgave, Willey-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2005, s. 667, ISBN 3-527-30679-X