Acélok nem egyensúlyi átalakulásai

Átírás

1 Acélok nem egyensúlyi átalakulásai

2

3 Acélok egyensúlyitól eltérő átalakulásai Az ausztenit átalakulásai lassú hűtés Perlit diffúziós átalakulás α+fe 3 C rétegek szilárdság közepes martensit bainit finom perlit durva perlit Általános tendenciák Ausztenit hűtés Bainit diffúziós átalakulás α+fe 3 C lemezek/tűk szívósság megeresztés gyors hűtés Martensit diffúzió nélküli átalakulás Szferoidit megeresztett martesit α+fe 3 C gömbök

4 A perlites átalakulás mechanizmusa DIFFÚZIÓ

5 Perlit eutektoidos acélban

6 A bénites átalakulás mechanizmusa DIFFÚZIÓ

7 A martenzites átalakulás mechanizmusa NINCS DIFFÚZIÓ

8 Martenzit polírozott felületen

9 Az átalakulási hőmérséklet meghatározása dilatometerrel

10 A dilatometer szerkezeti felépítése

11 Izotermás hűtés Eutektoidos acél Olvasás: izoterma mentén, átalakulás kezdete, átalakulás vége.

12 A perlit és a bénit időközben alakul ki. Diffúziós Ki- ne- ti- kák Diffúziómentes A martenzit hőközben alakul ki.

13 Izotermás hűtés Hipoeutektoidos acél Proeutektoidos ferrit: kialakulása megelőzi a perlites átalakulást, szemcsés szerkezetű.

14 Izotermás hűtés Hipereutektoidos acél Proeutektoidos cementit: kialakulása megelőzi a perlites átalakulást, szemcsehatáron, hálós.

15 Folyamatos hűtés Hipoeutektoidos acél Olvasás: hűlésgörbe mentén, átalakulás kezdete, átalakulás vége, fázisok és szövetek mennyisége, keménysége. Kritikus hűtési sebességek: felső, alsó.

16 Folyamatos hűtés Hipoeutektoidos acél

17 Folyamatos hűtés Hipereutektoidos acél

18 Egyensúlyi és nem egyensúlyi átalakulások közötti kapcsolat

19 Hűtési sebesség növelésének hatása a γ α átalakulásra: egyre finomabb lemezes perlit keletkezik, egyre csökken a proeutektoidos fázisok mennyisége, növekszik az eutektoidos átalakulás tartománya, egy bizonyos hűtési sebesség fölött az összes diffúziós folyamat elmarad, csak γ α rácsátrendeződés van, ez a martensites átalakulás.

20 Az izotermás és a folyamatos hűtés összehasonlítása Azonosság: Az ausztenit mindkét esetben lényegében ugyanazokká a szövetelemekké alakul át; ferrit, cementit, bénit, martenzit. Különbözőségek: A keletkezett átalakulási, bomlási termék típusa izotermás hűtésnél csak az átalakulási hőmérséklet, folyamatos hűtésnél a hűtési sebesség függvénye. Az átalakulások folyamatos hűtésnél kisebb hőmérsékleten, és hosszabb lappangási idő után játszódnak le.

21 A martenzit keménységének és képződési hőmérsékletének karbontartalom függése

22 Az edzett acél megeresztésének szükségessége Az edzett acél jellemzői a martensit nem-egyensúlyi szövet, jelentős rácstorzulás, nagy rácsfeszültség, nagy keménység. A nem-egyensúlyi állapotot eredményező rácsfeszültség egy része hasznos: ez eredményezi az edzési keménységet, más része káros: ez okozza az edzési repedékenységet; edzést követően a repedékenységet csökkentő alacsony hőmérsékletű megeresztés szükséges.

23 Megeresztés szferoidit magas hőmérsékletű megeresztés ferrit mátrix gömbös cementit

24 Megeresztés Változások ötvözetlen acéloknál három lépcsőben: I. lépcső: T < 150 o C e-karbid kiválása, martenzit karbon tartalmának csökkenése, a rács torzultságának csökkenése.

25 Megeresztés Változások ötvözetlen acéloknál három lépcsőben: II. lépcső: T = o C folytatódik a martenzit karbon tartalmának és keménységének csökkenése, a maradék ausztenit martenzitté alakul, megkezdődik az Fe 3 C karbid kialakulása.

26 Megeresztés Változások ötvözetlen acéloknál három lépcsőben: III. lépcső: T = 280 o C - A 1 a martenzit fölös karbon tartalmát elveszíti, rácstorzultság megszűnik, átalakul szabályos ferritté (TKK), a keménység jelentősen csökken, a korábban kivált Fe 3 C karbid-korongocskák gömbösödnek.

27 Megeresztés Szferoidit szerszámacélban

28 Ötvözők és szennyezők csoportosítása a hatásuk alapján Ausztenit képzők C, Cu, H, Mn, N, Ni Ferrit képzők Cr, Mo, V, W, Ti, Si, Al, P, B, Nb Karbid képzők Cr, Mo, V, W, Ti, Nb Másodlagos Karbid képzők Grafit képzők Nitrid képzők S, Mn Si, Zr Cr, Al, Mo, V, Ti

29 Ö tv ö z ő k h a tá s a E g y e n s ú ly i á lla p o t N e m e g y e n s ú ly i á lla p o t Kris tá ly o s o d á s Áta la ku lá s Áta la ku lá s ra g y a ko ro lt h a tá s gra fitos -ka rbidos gra fitos -ka rbidos e g y ü tte s h a tá s, (N i, Cr) e u te ktiku s h ő m é rs é kle t é s ka rb o n ta rta lo m cs ö kke n e u te kto id o s p o n t e lto ló d ik - d ia g ra m jo b b ra to ló d á s - p e rlit-b é n it s z é tv á lá s a - á ta l. h ő m. v á lto z á s ka rb id ké p z ő k a p e rlit ka rb id já t fin o m ítjá k m e g e re s z té s re g y a ko ro lt h a tá s ke m é n y s é g n ö v e lő ré s z fo ly a m a to k - m a ra d é k a u s z te n it á ta la ku lá s a - ö tv. ka rb id o k kiv á lá s a, s z e k. ke m a u s z te n itké p z ő kke l fin o m a b b a u s z t. s z e m cs e m é re t

30 Fe-Cr ferrit képző

31 Fe-Ni ausztenit képző

32 Az ötvözők hatása a perlit képződési hőmérsékletére, karbontartalmára

33 Edzhetőség, átedzhetőség

34 Átedzhetőség vizsgálata Jominy-próba

35 Jominy-próba kiértékelés

36 Edzés reális viszonyok között a hűtési intenzitás változása

37 Keménység-traverz

38 Nem egyensúlyi átalakulások osztályozása Hevítés során Hűtés során (ausztenitesítés) Izotermás átalakulás Izotermás átalakulás Folyamatos hevítés Folyamatos hűtés