آشنایی با ریزساختار های فولاد



نمودار تعادلی آهن-کربن یا کاربید (Fe-C) دستوری است که به کمک آن می‌توان روش‌های مختلفی از جمله عملیات حرارتی ، فرآیندهای انجماد ، ساختار فولاد ها و چدن‌ها و..را بررسی کرد.چون کاربید آهن یک ترکیب شبه‌پایدار است، بنابراین دیاگرام آهن-کربن را سیستم شبه‌پایدار می‌نامند. حالت پایدار کربن در فشار اتمسفر، کربن آزاد (گرافیت) است.

قسمت‌هایی که در نمودار با حروف یونانی مشخص شده‌اند، نشانگر محلول‌های جامد از نوع بین‌نشینی هستند.

فریت

به محلول جامد بین‌نشینی کربن در آهن آلفا (α-Fe  آهن مکعبی مرکزپر) فِریت گفته می‌شود. حداکثر غلظت کربن در فریت حدود 0.02 درصد وزنی و در دمای ۷۲۷ درجه سانتیگراد است. مقاومت کششی فریت در حدود psi ۴۰۰۰۰ است.

آستنیت

آستنیت (Austenite) محلول جامد بین‌نشینی کربن در آهن گاما (آهن مکعبی وجوه مرکزپر) است. نام این فاز از ویلیام چاندلر روبرتز- اوستن، متالورژیست انگلیسی، گرفته شده‌است. حداکثر حلالیت کربن در آهن گاما، ۲ درصد در دمای ۱۱۴۷ درجه سانتیگراد است. آستنیت در دمای محیط پایدار نیست.

سمنتیت

سِمِنتیت یا کاربید آهن یک ماده مرکب شیمیایی با فرمول Fe3C و دارای 6.67 درصد کربن با ساختار بلوری ارتورومبیک است. سمنتیت فازی بسیار سخت و شکننده است.

لدبوریت

لدبوریت (Ledeburit) به مخلوط یوتکتیکی آستنیت و سمنتیت گفته می‌شود که از مذابی با 4.3 درصد کربن در دمای ۱۱۴۷ درجه سانتیگراد تحت یک واکنش یوتکتیکی حاصل می‌شود. از آنجایی که آستنیت در دمای محیط پایدار نبوده و بر اساس یک واکنش یوتکتوئیدی به پرلیت تبدیل می‌شود، بنابراین ساختمان لدبوریت در دمای محیط بصورت پرلیت و سمنتیت خواهد بود. نام این ساختار از کارل هاینریش آدولف لدبور متالورژیست آلمانی گرفته شده‌است.

پرلیت

پرلیت به مخلوط یوتکتوئیدی فریت و سمنتیت ‌گفته می‌شود. پرلیت تحت یک تحول یوتکتوئیدی از آهن گاما با 0.8 درصد کربن در ۷۲۳ درجه سانتیگراد حاصل می‌شود. مقاومت کششی پرلیت سه برابر فریت یعنی حدود psi۱۲۰۰۰۰ است.

بینیت

بینیت (Bainite) محصولی ریزساختاری ناشی از تجزیه‌ی یوتکتوئیدی است. این ساختار هنگامی ایجاد می‌شود که یک فاز دما – بالا هنگام سرمایش، به دو فاز متفاوت تجزیه می‌گردد. تفاوت این ساختار با پرلیت در مورفولوژی آن است. بینیت زمانی به وجود می‌آید که سرعت رشد دو فاز متفاوت باشد. با اینکه ساختار بینیت در بسیاری از آلیاژهای غیرفلزی نیزیده‌شده‌است، اما تحقیقات در این زمینه عمدتاً بر روی آلیاژهای فولادی متمرکز بوده است.

مارتنزیت

مارتنزیت ( بطور کلی به ساختارهای بلورینی گفته می‌شود که توسط استحاله مارتنزیتی به وجود بیایند. اما این اصطلاح بیشتر به فاز مارتنزیت در فولادهای سخت‌شده اطلاق می‌گردد. اگر آستنیت به قدری سریع سرد شود که هیچ یک از استحاله‌های بر پایه نفوذ در آن اتفاق نیافتد و فوق سرمایش تا حدی ادامه یابد که ساختار bcc پایدار نباشد، این ساختار بصورت برشی به fcc تبدیل می‌شود که از کربن فوق اشباع شده است. فاز حاصل را مارتنزیت می‌نامند. مارتنزیت از نام متالورژیست آلمانی آدولف مارتنز گرفته شده است.




1396/06/04 - 16:46 اخبار و اطلاعیه ها