ریز ساختارهای مختلفی را که تا اینجا بیان شدند می توان با فنون عملیات حرارتی، یعنی، با گرم و سرد کردن کنترل شده این آلیاژها با آهنگ های مختلف، اصلاح کرد. این عملیات های حرارتی باعث تبدیل فاز می شود که به شدت بر خواص مکانیکی، مانند استحکام، سختی، انعطاف پذیری، چقرمگی و مقاومت به ساییدگی آلیاژ، اثر می گذارد.
اثر عملیات حرارتی بر آلیاژهای آهنی
اثر عملیات حرارتی بر آلیاژهای آهنی به، ترکیب و ریز ساختار آن، مقدار کار سردی که قبلا روی آن انجام شده و گرم و سرد کردن حین عملیات حرارتی بستگی دارند. فرایندهای بازیابی، تبلور مجدد و رشد دانه ای مثال هایی از عملیات حرارتی اند که تغییر در ساختار دانه ای آلیاژ را به همراه دارند.
در این بخش بر تغییرات ریز ساختاری در سیستم آهن – کربن متمرکز می شویم. به دلیل اهمیت فناوری، ساختارهای پرلیت، اسفرویدیت (پرلیت کروی)، بینیت، مارتنزیت و مارتنزیت تمپر شده مورد بررسی قرار می گیرند. فرایندهای عملیات حرارتی مورد بحث شامل باز پخت، آبدهی و تمپر کردن است.
پرلیت چیست ؟
یکی از مهم ترین آلیاژهای آهنی است که اگر لایه های فریت و سمانتیت در ساختار پرلیت فولاد یوتکتویید نازک و به طور دقیق به هم پیوسته باشند، ریز ساختار، پرلیت ریز نامیده می شوند. چنانچه ضخیم و با فاصله بیشتر قرار گرفته باشند، پرلیت درشت نام دارند.
تفاوت بین این دو، به آهنگ خنک کردن از دمای یوتکتویید و سایت واکنشی که در آن آستنیت به پرلیت تبدیل می شود بستگی دارد. اگر آهنگ خنک کردن به نسبت بالا باشد (مانند خنک کردن در هوا) در این صورت پرلیت حاصل ریز است ، اما اگر آهنگ خنک کردن پایین باشد ( مانند خنک کردن در یک کوره ) پرلیت درشت حاصل می شود
تبدیل آستنیت به پرلیت :
تبدیل آستنیت به پرلیت (در میان سایر ساختار ها ) به بهترین صورت تشریح شده است . این دیاگرام ها ، دیاگرام های تبدیل هم دما (IT) یا دیاگرام های تبدیل دما زمان (TTT) نامیده می شوند . که درصد آستنیت تبدیل شده به پرلیت را به عنوان تابعی از دما و زمان نشان می دهند.هر چه دما یا زمان طولانی تر باشد، درصد آستنیک تبدیل شده به پرلیت بیشتر است .
آلیاژهای آهنی اسفرویدیت (پرلیت گویچه ای) :
هنگامی که پرلیت درست تا زیر دمای یوتکتونید گرم و در آن دما برای مدتی، مثلا یک روز در دمای ۷۰۰° نگه داشته می شود ورقه های سمانتیت به شکل تقریبا کروی در می آیند. برخلاف اشکال ورقه ای سمانتیت، که به عنوان عامل تنش افزا عمل می کنند، اسفرویدیت ها (ذرات کروی) به دلیل اشکال گرد شده شان کمتر منجر به تمرکز تنش می شوند.
در نتیجه، این ساختار چقرمگی بیشتر و سختی کمتری نسبت به ساختار پرلیتی دارد. در این صورت، می توان آن را سرد کاری کرد، زیرا فریت انعطاف پذیر، چقرمگی بالایی دارد و ذرات کروی کار باید از شروع ترک ها در داخل ماده جلوگیری می کنند.
بینیت :
بینیت ریز ساختاری بسیار ریز متشکل از فریت و سمانتیت، تا اندازه ای شبیه به یک ساختار پرلیتی، ولی دارای یک مورفولوژی متفاوت با آن است، که فقط با استفاده از میکروسکوپ الکترونی قابل رویت است.
بینیت را می توان در فولادهای با عناصر آلیاژی و حتی آلیاژهای آهنی و در آهنگ های خنک کاری، بیشتر از آنچه برای تبدیل به پرلیت لازم است، تولید کرد. این ساختار، فولاد بینیتی” نامیده می شود و اغلب مستحکم تر و انعطاف پذیرتر از فولادهای پرلیتی با همان مقدار سختی است.
آلیاژهای آهنی مارتنیزت :
هنگامی که آستنیت با آهنگ بالا سرد شود، نظیر آبدهی در آب ، ساختاز Fcc آن به ساختار چهار وجهی مرکز پر (bct) تبدیل می شود. این ساختار را میتوان به عنوان منشور مکعب مستطیلی مرکز توصیف کرد، که در راستای یکی از محور های اصلی آن ازیاد طول پیدا کرده است . این ریز ساختار مارتنزیت نامیده می شود.
دیدگاهتان را بنویسید