مارتنزیت

تعداد بازدید: 4810
چهارشنبه 03 دي 1393

مارتنزیت

واژه مارتنزیت (Martensite) برای مدت ها فقط به ساختار سخت حاصل از سرد کردن سریع فولاد های کربنی اطلاق می شد. این واژه برای قدردانی از متالورژ معروف آلمانی به نام مارتنز (Martens) مورد استفاده قرار گرفته است.

در آلیاژ های آهنکربن و فولاد ها، مارتنزیت از سرد کردن سریع آستنیت به وجود می آید. از آنجایی که دگرگونی آستنیت به مارتنزیت بدون نفوذ انجام می شود، بستگی به ترکیب شیمیایی آلیاژ دارد و تا دو درصد کربن، مارتنزیت دقیقا همان ترکیب شیمیایی آستنیت اولیه را دارد. در اینجا بر خلاف تشکیل پرلیت، اتم های کربن بین دو فاز فریت و سمنتیت توزیع نخواهند شد، بلکه در فضا های هشت وجهی شبکه bcc محبوس شده و فاز جدید مارتنزیت را به وجود می آورند. با تشکیل مارتنزیت، کربن محلول در شبکه bcc به مقدار زیادی افزایش می یابد. با افزایش درصد کربن محلول در شبکه، جای خالی بیشتری از شبکه توسط کربن اشغال می شود، در نتیجه شبکه بلوری از bcc به سمت bct میل می کند که در آن پارامتر C شبکه بزرگتر از دو پارامتر دیگر است. نسبت c/a که به تتراگونالیته شبکه موسوم است با افزایش درصد کربن آلیاژ افزایش می یابد.

از آنجایی که نفوذ در تشکیل مارتنزیت نقشی ندارد، مارتنزیت فازی ناپایدار است. اگر مارتنزیت تا دمایی حرارت داده شود که اتم های کربن قدرت کافی برای نفوذ پیدا کنند، از فضاهای خالی هشت وجهی خارج شده و تشکیل سمنتیت می دهند. در نتیجه شبکه بلوری مارتنزیت از حالت مکعب مستطیلی خارج شده و فازهای تعادلی موجود در نمودار تعادلی آهن – کربن، یعنی سمنتیت و فریت به وجود می آیند.

مارتنزیت توسط یک مکانیزم برشی به وجود می آید. در این مکانیزم، برای انجام دگرگونی، اتم های زیادی با همدیگر و به طور همزمان جا به جا می شوند. این جا به جایی گروهی اتم ها، کاملا با جا به جایی انفرادی آن ها (نفوذ) و حرکت در فصل مشترکفاز قدیم و فاز جدید متفاوت است. شکل روبرو شمایی از مشخصه های دگرگونی برشی را در رابطه با تشکیل مارتنزیت از آستنیت نشان می دهد. جهت های برش در دو طرف صفحه ای که دگرگونی بر روی آن شروع شده است توسط پیکان هایی نشان داده شده اند.

بلور مارتنزیت تشکیل شده در اثر برش از یک طرف به بالا و از طرف دیگر به پایین سطح آستنیت اولیه به طور مورب جا به جا شده است. بنابراین سطح افقی آستنیت مادر، توسط دگرگونی برشی چرخیده و در موقعیت جدید بلوری قرار گرفته است. چرخش یا کج شدن سطوح یکی دیگر از مشخصه های مهم دگرگونی مارتنزیتی یا برشی است. جا به جایی انفرادی اتم ها از طریق فصل مشترک ها که از جمله مشخصه های ویژه دگرگونی های نفوذی است منجر به چرخش یا کج شدن سطوح نمی شود، بلکه تمایل به ایجاد سطوحی از فازهای محصول را موازی با سطح فاز مادر دارد. صفحاتی از بلور های آستنیت که بلورهای مارتنزیت ترجیحا روی آن ها تشکیل می شوند به صفحات رابط موسوم اند. با تغییر ترکیب شیمیایی فولاد، صفحات رابط نیز تغییر می کنند.

  مارتنزیت$martensite

اشکال مختلف مارتنزیت در فولاد

در فولاد های کربنی عملیات حرارتی پذیر، مارتنزیت به دو شکل عمده یکی لایه ای و دیگری بشقابی دیده می شود. تقسیم بندی مارتنزیت به دو نوع لایه ای و بشقابی شکل، بر اساس شکل واحد های منفرد مارتنزیتی در ساختار آن هاست. واژه لایه ای برای توصیف مارتنزیت تشکیل شده در فولاد های کم کربن و یا کربن متوسط است در حالی که واژه بشقابی توصیف کننده شکل مارتنزیت تشکیل شده در فولاد های پر کربن است. واژه های لایه و بشقاب به شکل سه بعدی بلور های منفرد مارتنزیت مربوط می شود.

واحد های تشکیل دهنده مارتنزیت بشقابی شکل، از نظر اندازه و ابعاد، کاملا در گستره تشخیص میکروسکوپ نوری قرار دارند. اغلب آستنیت باقیمانده که در آلیاژ های پر کربن همراه با مارتنزیت وجود دارد، در نمایش بهتر بشقاب های مارتنزیتی در میکروسکوپ نوری موثرند. از طرف دیگر بسیاری از واحد های تشکیل دهنده مارتنزیت لایه ای شکل از نظر اندازه و ابعاد در گسترده تشخیص میکروسکوپ نوری نیستند. به علاوه توزیع آستنیت باقیمانده موجود نیز در این حالت ریزتر از آن است که توسط میکروسکوپ نوری تشخیص داده شود. از این رو، تا قبل از اختراع میکروسکوپ الکترونی، مارتنزیت بشقابی که به آسانی توسط میکروسکوپ های نوری قابل تشخیص بود بیشترین اهمیت را در زمینه عملیات حرارتی داشت.

مارتنزیت بشقابی

مارتنزیت بشقابی (Plate Martensite) شکل در فولادهای پر کربن و هم چنین آلیاژ های آهنی دیگر به وجود می آید. این میکرو ساختار از تیغه های درشت و سوزنی شکل مارتنزیت که اغلب توسط مقدار زیادی آستنیت باقی مانده احاطه شده اند، تشکیل شده است. بی نظمی آرایش تیغه های مارتنزیت در این ساختار، مستقیما به صفحات رابط متعدد با اندیس های کاملا متفاوت در فولاد های پر کربن مربوط می شود. بر خلاف فولاد های کم کربن، در فولاد های پر کربن تیغه های مارتنزیتی ابتدا مستقل از یکدیگر روی صفحات رابط مشخص به وجود می آیند و در ادامه انجام دگرگونی، تیغه های جدید مارتنزیت از تیغه های قبلی مارتنزیت شروع و یا به آن ها ختم می شوند. یک نتیجه بسیار مهم ناشی از تشکیل تیغه های متقاطع مارتنزیتی در آلیاژ های آهن- کربن، عبارت از ایجاد ترک های مویی در اثر برخورد تیغه های یاد شده با یکدیگر است. ترک های مویی تمایل دارند که در بزرگترین تیغه های مارتنزیت تشکیل شوند. بنابراین در فولادهای ریزدانه، از آنجایی که تیغه های مارتنزیت ظریفتر هستند، امکان تشکیل ترک های مویی کاهش می یابد. مارتنزیت بشقابی در فولادهای پر کربن نسبتا شکننده بوده و به ترک های مویی حساس است. در آلیاژ های آهن - نیکل، مارتنزیت از انعطاف پذیری بیشتری برخوردار است، بنابراین تلاقی و برخورد واحد های منفرد مارتنزیتی با یکدیگر منجر به شکسته شدن آن ها و یا ایجاد ترک های مویی در آن ها نخواهد شد.

  مارتنزیت بشقابی

مارتنزیت لایه ای

یکی از مشخصه های مهم میکرو ساختار مارتنزیت لایه ای (Lath Martensite) شکل، موازی قرار گرفتن تعداد زیادی لایه مارتنزیتی در نواحی وسیعی از دانه های آستنیت اولیه است. هر کدام از نواحی یاد شده از یک سری صفحات موازی تشکیل شده اند که به بسته مارتنزیت موسوم است. با کاهش درصد کربن فولاد، تمایل به تشکیل بسته های مارتنزیت افزایش می یابد. همان گونه که در شکل مشخص است، واحد های منفرد تشکیل دهنده مارتنزیت لایه ای شکل بسیار ریزند، ولی در عین حال سوزنی بودن مارتنزیت در میکروساختار کاملا مشهود است . مطالعات نشان داده اند که با کاهش درصد کربن ابعاد لایه های مارتنزیت کاهش می یابد.

مارتنزیت لایه ای

مارتنزیت مختلط

در آلیاژ های آهن - کربن با 0.6 تا 1 درصد کربن، هر دو نوع مارتنزیت لایه ای و بشقابی در کنار یکدیگر به وجود می آیند. در گستره فوق با افزایش درصد کربن احتمال تشکیل مارتنزیت بشقابی افزایش می یابد. هم چنین با افزایش درصد کربن، واحد های منفرد مارتنزیتی تشکیل شده نیز درشت تر می شوند. از طرف دیگر، مقدار مارتنزیت لایه ای شکل کاهش خواهد یافت. پارامتر تعیین کننده نوع مارتنزیت دمای تشکیل آن است. بدین صورت که اگر دمای Ms زیر یک دمای بحرانی باشد، مارتنزیت حاصل عمدتا از نوع بشقابی است، در غیر این صورت، مارتنزیت لایه ای شکل به وجود می آید. از آنجایی که دمای Ms یک فولاد توسط درصد کربن آن کنترل می شود، بنابراین می توان گفت که نوع مارتنزیت نیز توسط درصد کربن مشخص می شود. از این رو، بر اساس درصد کربن فولاد یک گستره دمایی برای تشکیل مخلوط مارتنزیت بشقابی و لایه ای شکل (مارتنزیت مختلط) وجود دارد. برای فولاد های کربنی ساده گستره دمایی فوق تقریبا بین 200 تا 320 درجه سانتی گراد است.

منابع و پیوندها

Martensite
مارتنزیت چیست
مارتنز
مارتنزیت بشقابی
مارتنزیت لایه ای
برچسب ها: مارتنزیتعملیات حرارتی
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات پزشکی، دندان پزشکی، دارویی و آزمایشگاهی تبریز 97
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات پزشکی، دندان پزشکی، دارویی و آزمایشگاهی تبری ...بیشتر
بیستمین نمایشگاه بین المللی صنعت مشهد 97
نمایشگاه بین المللی صنعت مشهد 97   عنوان: بیستم ...بیشتر
نمایشگاه ساختمان، تاسیسات و تجهیزات سرمایشی و گرمایشی، کاشی و سرامیک، چینی، شیرآلات بهداشتی و ساختمانی بجنورد 97
نمایشگاه ساختمان، تاسیسات و تجهیزات سرمایشی و گرمایشی، کاشی و سرامیک، چینی، شیرآ ...بیشتر
دریافت نشان عالی ارزش آفرینی ملی شرکت پاکمن در پنجمین کنگره برند ملی، اقتدار ملی
حضور پاکمن و دریافت نشان عالی ارزش آفرینی ملی شرکت پاکمن در پنجمین کنگره برند مل ...بیشتر
پاکمن; حامی دومین کنفرانس بین المللی نقش مهندسی مکانیک در ساخت و ساز شهری
پاکمن; حامی دومین کنفرانس بین المللی نقش مهندسی مکانیک در ساخت و ساز شهری که در ...بیشتر
دوازدهمین نمایشگاه ساختمان، تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی شهرکرد 97
دوازدهمین نمایشگاه ساختمان، تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی شهرکرد 97 & ...بیشتر
هجدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 97
هجدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 97   ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تاسیسات ساختمان و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 97
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تاسیسات ساختمان و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران ...بیشتر
شانزدهمین نمایشگاه ساختمان کرمان 97
شانزدهمین نمایشگاه تخصصی ساختمان کرمان 97   عنوان:&n ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه صنعت ساختمان و صنایع وابسته مازندران 97
بیستمین نمایشگاه صنعت ساختمان و صنایع وابسته مازندران 97   ...بیشتر
تقویم نمایشگاه های بین المللی سال 1397
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ...بیشتر