آزمایشگاه عملیات حرارتی

آزمایشگاه عملیات حرارتی

آزمایش شماره ۱

عنوان آزمایش : بررسی اثرسرعت سرد کردن در ریزساختار طولی و خواص مکانیکی فولاد

مقدمه

فریت

محلول جامد بین نشینی کربن در آهن با شبکه بلوری مکعب مرکز دار به فریت موسوم است.حلالیت کربن در آهن فریتی به مراتب کمتر از حلالیت آن در آهن آستنیتی است. به طوریکه حد حلالیت کربن در فریت حداکثر ۰٫۰۲ درصد در ۷۲۷ درجه سانتیگراد است که با کاهش دما به طور پیوسته کاهش یافته و در دمای اتاق به مقدار ناچیزی خواهد رسید.

آستنیت

آستنیت عبارتست از محلول جامد بین نشینی کربن در آهن با شبکه بلوری مکعبی با وجوه مرکزدار (fcc) است کربن با وارد شدن در شبکه بلوری آهن آستنیتی ، ناحیه تشکیل و پایداری آستنیتی را در فولادها گسترش می دهد . با اضافه شدن کربن ناحیه پایداری آستنیت از ۹۱۲ تا ۱۳۹۴ درجه سانتیگراد که گستره تشکیل و پایداری آستنیت است ، به گستره وسیعی از دما و ترکیب شیمیایی افزایش می یابد .

ماتنزیت

در آلیاژهای آهن – کربن و فولادها ، مارتنزیت از سریع سرد کردن آستنیت بدست می آید . از آنجایی که دگرگونی آستنیت به مارتنزیت بدون نفوذ انجام می شود. بسته به ترکیب شمیایی آلیاژ، تا ۲درصد کربن، مارتنزیت دقیقا همان ترکیب شمیایی آستنیت اولیه را دارد .

در تشکیل فاز مارتنزیت کربن در فضای هشت وجهی شبکه bcc محبوس شده و فاز جدید مارتنزیت را بوجود می آورد . با تشکیل مارتنزیت ، کربن محلول در شبکه bcc به مقدار زیادی افزایش پیدا می کند . با افزایش درصد کربن محلول در شبکه ، جاهای خالی بیشتری از شبکه توسط کربن اشغال می شود ، درنتیجه شبکه بلوری از bcc به bct میل میکند که در آن پارامتر c شبکه بزرگتر از دو پارامتر دیگر a است نسبت c/a که تتراگونالیته شبکه می بتشد با افزایش میزان کربن افزایش میابد .

آزمایشگاه عملیات حرارتی

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

مارتنزیت در اثر یک دگرگونی برشی بوجود می آید . در این مکانیزم ، جهت انجام دگرگونی اتم های زیادی با هم و به طور همزمان جابجا می شوند . این جابجایی گروهی اتم ها ، کاملا متفاوت از جابجایی انفرادی آنها و حرکت در فصل مشترک ، از فاز قدیم به فاز جدید است .