ریزساختار فولاد سرد شده تعادلی
ریزساختار فولاد سرد شده تعادلی (equilibrium cooled steel microstructure) در دمای محیط بستگی به ترکیب (درصد کربن) و عملیات حرارتی پس از انجماد دارد. اگر شرایط تعادلی و سرمایش آهسته در نظر گرفته شود، با توجه به دیاگرام فازی آهن-کربن، سه دسته فولاد وجود دارد که تقسیم بندی آن ها بر اساس درصد کربن می باشد. در بخش های بعدی به تفکیکی هر یک از این گروه ها تشریح شده است.
فولاد یوتکتوئیدی
هنگامی که مذاب فولادی با ترکیب نقطه یوتکتوئید ( 0.76% وزنی کربن) و ریز ساختار آستنیتی، به آهستگی تا دمای محیط سرد میشود، ریزساختار نهایی فولاد، شامل پرلیت بوده که ساختاری لایه ای شامل دو فاز فریت α و سمنتیت (Fe3C) است. تشکیل لایه ای فازهای متناوب در پرلیت، مشابه تشکیل ساختارهای لایهای در ساختارهای یوتکتیک می باشند و مکانیزیم توزیع اتمهای کربن بین فریت (0.022% وزنی کربن) و سمنتیت با 6.7% وزنی کربن، بوسیله نفوذ اتمی می باشد.
از نظر خواص مکانیکی، پرلیت دارای خواصی بین فریت نرم و داکتیل و سمنتیت ترد و سخت میباشد.
بررسی قانون اهرم دقیقا زیر دمای یوتکتوئید، برای این فولاد که به آهستگی سرد شده است مقادیر زیر را برای درصد وزنی فریت و سمانتیت نشان می دهد:
درصد وزنی فریت = ((6.67-0.80) /(6.67-0.02)) * 100 =88%
درصد وزنی سمانتیت = ((0.8-0.02) /(6.67-0.02)) * 100 =12%
فولاد هیپویوتکتوئیدی
به فولادهای تشکیل شده در سمت چپ نقطه یوتکتوئید (0.022 - 0.76 wt % C)، هیپویوتکتوئید اطلاق می شود. ریزساختار نهایی این آلیاژها در دمای محیط، شامل فریت پرویوتکتوئید (تشکیل شده در بالای دمای یوتکتوئید) به همراه پرلیت یوتکتوئید که شامل فریت یوتکتوئید و سمنتیت است، میباشند.
نمونه ای از این فولادها با ترکیب C0 که به صورت تعادلی سرد شده است، در شکل زیر نشان داده شده است. ترکیب مذاب فولاد در نقطه C، آستنیت یکنواخت می باشد، با سرد شدن و رسیدن به نقطه d، فریت اولیه (پرویوتکتوئید) در مرزدانه های آستنیت جوانه زده و در ادامه جوانه ها رشد کرده و مرزدانه های آستنیت شامل فریت اولیه می شود(نقطه e). با عبور از واکنش یوتکتوئید، درست در نقطه f، بقیه آستنیت تبدیل به فریت یوتکتوئید و سمانتیت شده که به صورت لایه لایه تشکیل شده و به آن ساختار پرلیتی می گویند. ساختار نهایی این فولاد هیپویوتکتوئید در دمای محیط، شامل α اولیه و پرلیت می باشد.
|
|
|
فولاد هایپریوتکتوئیدی
به فولادهای تشکیل شده در سمت راست نقطه یوتکتوئید (0.76 - 2.14 wt % C) فولادهای هایپریوتکتوئید گفته می شود. این آلیاژها شامل سمنتیت پرویوتکتوئید (تشکیل شده در بالای دمای یوتکتوئید) بعلاوه پرلیت، که حاوی فریت یوتکتوئید و سمنتیت است، می باشند. یک فولاد با ترکیب C1، در نقطه g آستنیت یکنواخت بوده و با طی سرد شدن و رسیدن به نقطه h، اولین جوانه های سمانتیت در مرزدانه آستنیت تشکیل شده که به آن سمانتیت اولیه (سمانتیت پرو) می گویند. در ادامه سرد شدن و رخداد واکنش یوتکتوئید، در نقطه i، باقی مانده آستنیت به ساختار پرلیت تبدیل شده که در این فولاد از لایه های فریت و سمانتیت یوتکتوئید تشکیل شده است. ریزساختار فولادهای هایپریوتکتوئید در دمای محیط، شامل سمانتیت اولیه و ساختار پرلیتی می باشد.
|
|
|
منابع و پیوندها
گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن
William D. Callister, David G. Rethwisch, Fundamentals of Materials Science and Engineering:An Integrated Approach, John Wiley & Sons, 2011
Smith.W, Structure and Properties of Engineering Materials, McGraw-Hill, 1987
برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است
