новости компании о Всестороннее объяснение общих металлографических структур, используемых в промышленном производстве стали

一、Основная структура твердого раствора

1. Аустенит ((A [Feγ (C) ])

Аустенит представляет собой твердый раствор, образованный путем растворения углерода и легирующих элементов в γ-Fe.это стабильная структура, в которой углерод и различные легирующие элементы растворяются вместе в γ -FeЕго отличительной особенностью является отличная пластичность, но его твердость и коэффициент урожайности относительно низки, причем значения твердости Бринелла обычно варьируются от 170 до 220HB.Это микроструктура с наименьшим объемом среди сталей.При высоких температурах аустенит обладает сильной способностью растворять углерод.количество растворенного углерода уменьшается до 0Под металлографическим микроскопом аустенит обладает регулярной многоугольной формой из-за сохранения кубической решетчатой структуры γ-Fe.Эта микроструктура наделяет сталь отличными холодными свойствамиВо время горячих рабочих процессов, таких как ковка и прокат, присутствие аустенита помогает пластической деформации стали.

2. Феррит ((F [Feα (C) ])

Феррит представляет собой твердый раствор, образованный растворением углерода и легирующих элементов в α-Fe.приблизительно от 80 до 100 HBПри 727°C, когда легирующие элементы растворяются в феррите, они могут эффективно повысить прочность и твердость стали.растворимость углерода в феррите составляет только 00,022%, а при комнатной температуре - 0,008%.Феррит сохраняет кубическую решетчатую структуру α-Fe в центре тела и демонстрирует типичные полиэдрические металлографические характеристики чистых металлов в металлографических структурахПрисутствие феррита наделяет сталь хорошей прочностью и холоднообразовательностью, и она часто используется в конструктивных компонентах с высокими требованиями пластичности.

二、Соединения и смешанные конструкции

1. Цементит ((Fe3C))

Цементит, соединение, состоящее из железа и углерода, также известно как карбид железа.Согласно схеме железоуглеродного баланса, цементит может быть классифицирован на три типа на основе пути осаждения и морфологии: первичный цементит кристаллизуется и осаждается из жидкости вдоль линии CD,преимущественно представляющие собой колонничную форму; вторичный цементит осаждается вдоль линии ES из γ-твердого раствора и часто появляется в белой ретикулярной форме.и также в основном белая сетьЦементит имеет слабый магнит в низкотемпературных условиях. Его магнит исчезает, когда температура превышает 217 ° C. Его точка плавления составляет приблизительно 1600 ° C, а содержание углерода составляет 6.67%Твердость цементита чрезвычайно высока, намного превышает 700HB, но он чрезвычайно хрупкий и практически не имеет пластичности.морфология и распределение цементита оказывают существенное влияние на прочность сталиНапример, гранулированный цементит может повысить прочность стали при сохранении определенной прочности.

2. Перлиты

Перлит представляет собой механическую смесь феррита и цементита и является продуктом эутектоидного преобразования углеродной стали с содержанием углерода 0,77%.Его микроструктура представляет собой ламельную структуру с чередованием феррита и цементитаРазмер расстояния между листами перлита зависит от степени недостаточного охлаждения во время разложения аустенита.чем меньше разрыв между перлитовыми листами,На основе различий в ламелельном расстоянии, он может быть дополнительно классифицирован на перралит, сорбит и тростит, но по существу все они являются структурами типа перралита.Грубый ламелярный перллит является продуктом разложения аустенита в диапазоне высоких температур 650-700 °C, с твердостью примерно 190-230 HB. Листы Fe3C можно различить с помощью общего металлографического микроскопа (под 500-кратным увеличением).Сорбитит - продукт разложения аустенита в температурном диапазоне 600-650 °CДля различения листов Fe3C требуется высокомощный микроскоп (увеличенный в 1000 раз).Тростенит - это продукт разложения аустенита при высоких температурах 550-600 °C, с твердостью около 330-400 HB. Листы Fe3C можно различить только с помощью электронного микроскопа (увеличенный в 10 000 раз).такие как сфероидизация, отжигание или высокотемпературная закаливание, цементит может быть равномерно распределен в гранулированном виде на матрице феррита, образуя сфероидный перралит, также известный как гранулированный перралит.Эта микроструктура может эффективно улучшить обработку и прочность стали.

3Мартензит

Мартензит представляет собой сверхнасыщенный твердый раствор углерода в α-Fe. Когда сталь подвергается высокотемпературной аустенизирующей обработке и охлаждается с чрезвычайно быстрой скоростью ниже точки мартензита,из-за нестабильной структуры γ-Fe в низкотемпературных средахОднако, из-за чрезвычайно быстрого охлаждения атомы углерода в стали не имеют времени для диффузии.таким образом сохраняя аустенитовый состав родительской фазы при высоких температурахСледовательно, мартензит является продуктом недиффузионной фазовой трансформации, которая происходит, когда сталь быстро охлаждается ниже точки мартензита после аустенизации.Мартензит находится в метастабильном состоянииИз-за перенасыщения углерода в α-Fe, кубическая решетка α-Fe, расположенная в центре тела, искажается, образуя квадратную решетку, расположенную в центре тела.приблизительно между 640 и 760HBИз-за деформации решетки, вызванной сверхнасыщенным углеродом,специфический объем мартенсита больше, чем аустенитаКогда мартензит образуется в стали, он будет генерировать относительно большое напряжение фазового преобразования.Мартенцит имеет белые иглообразные структуры под определенным углом друг к другу в металлографической структуре.Однако не все мартенситовые структуры твердые и хрупкие. Например, низколегированные высокопрочные стали, содержащие легирующие элементы, такие как марганец, хром, никель и молибден,после обработки гашения и закаливанияЭта структура сочетает в себе высокую прочность с хорошей прочностью и широко используется в строительстве, механическом производстве и других областях.

• Специальная металлографическая структура
  
  1.Байнит (B)

Банит представляет собой смесь сверхнасыщенного феррита и цементита, образованную в результате фазовой трансформации недостаточно охлажденного аустенита в диапазоне средней температуры (примерно 250-450 °C).Банит можно далее классифицировать на верхний и нижний баниты на основе разницы в температуре его образования.Верхний банит представляет собой микроструктуру, образовавшуюся вблизи температуры образования перлита.Его характеристика заключается в том, что α -Fe листы расположены параллельно в том же направлении внутри зерен, начиная от границ зернаВ металлографической структуре он выглядит как перо и может быть симметричным или асимметричным.Прочность верхнего банита ниже, чем у тонкого ламелярного перлита, образованного при той же температуреНижний банит представляет собой структуру, образованную около 300°C и появляющуюся в виде черных иглообразных структур в металлографических структурах.Как верхний, так и нижний баниты по существу представляют собой комбинации феррита и цементита., но они отличаются по морфологии и распределению карбида.и его всеобъемлющая производительность превосходит производительность верхнего банитаВ некоторых случаях он даже лучше, чем закаленный мартенцит. Для некоторых частей, требующих хорошего соответствия прочности и прочности, таких как части вала, сделанные из средней углеродной стали,получение более низкой банитной структуры путем соответствующей тепловой обработки может увеличить срок службы деталей.

2Организация Вэй.

Структура Видманштаттена обычно встречается в гипоутектоидной стали. Она образуется в результате перегрева стали и образования грубозернистого аустенита.в дополнение к осаждению массивного α-Fe на границах первоначальных зерен аустенита, будет также пластинчатый α-Fe, растущий от границ зерна в внутреннюю часть зерна.Эти мелкие α-Fe имеют определенную кристаллическую ориентацию относительно исходного аустенита., представляющие собой в зернах мелкие формы, которые находятся под определенным углом друг к другу или параллельно друг другу, что обычно называется структурой Видманштаттена гипоутектоидной стали.Перегретая гипоутектоидная сталь склонна к развитию структуры Видманштаттена при относительно быстрой скорости охлажденияКогда структура Видманштаттена тяжелая, это приведет к значительному снижению прочности удара и уменьшению площади стали, делая сталь хрупкой.путем полной обработки отжигом, можно устранить структуру Велманштаттена и восстановить свойства стали.Контроль температуры нагрева и скорости охлаждения является ключом к предотвращению образования структуры Widmanstatten.

3- Полосатый ткань.

Полосатая конструкция - это микроструктурная особенность низкоуглеродной конструктивной стали после горячей обработки.специально проявляется как полосатая структура, в которой феррит и перлит распределены в слоях параллельно направлению обработкиЭта микроструктура приведет к тому, что механические свойства стали покажут анизотропию.Существуют различия в производительности стали в направлении, параллельном и перпендикулярно направлению полосыВо время процесса проката стали, путем регулирования конечной температуры проката,скорость охлаждения и разумное отношение проката и другие параметры процесса, формирование полосы может быть уменьшено или избегнуто.

4. δ фаза

Фаза δ представляет собой небольшое количество феррита, присутствующего в хромо-никелевой нержавеющей стали, особенно в той, которая содержит такие элементы, как ниобий и титан.δ-фаза играет значительную рольОн может эффективно предотвратить образование кристаллических трещин в сварках из нержавеющей стали, уменьшить склонность к межзернистой коррозии и коррозии стресса,и в то же время повысить прочность нержавеющей сталиОднако, когда количество δ-ферита превышает определенный предел (например, более 8%), это увеличивает склонность нержавеющей стали к свертыванию.фаза δ склонна превращаться в фазу σПри проектировании состава нержавеющей стали и формулировании процесса тепловой обработки,необходимо точно контролировать содержание δ-фазы, чтобы сбалансировать ее полезное и вредное воздействие..

5. σ фазы

Фаза - σ была обнаружена как фаза сплава при изучении феномена ломкости сплавов Fe-Cr.σ-фаза не является магнитной и имеет характеристики твердости и ломкости.При наличии σ-фазы в сплаве, особенно когда она распределена вдоль границ зерна, она значительно снижает пластичность и прочность стали.Фаза σ обычно требует высокой температуры 550-900 °C в течение относительно длительного времени для постепенного формированияФормирование σ-фазы связано со многими факторами стали.как его состав (включая содержание элементов, таких как хром и никель)В сталях с высоким содержанием хрома и никель-хрома чем выше содержание хрома, тем легче формировать σ-фазу.Кроме того,, δ-ферит в аустенитной стали склонен преобразовываться в σ-фазу, а процесс холодной деформации также способствует образованию σ-фазы,вызывая переход температурного диапазона, в котором формируется σ-фаза, внизВо время производства и применения нержавеющей стали,необходимо тщательно следить за образованием σ-фазы и избегать ее неблагоприятного влияния на свойства материала путем разумного контроля процесса..