مارتنزیت: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
بدون خلاصۀ ویرایش |
بدون خلاصۀ ویرایش |
||
خط ۹:
واکنش مارتنزیتی در هنگام خنک شدن شروع می شود زمانی که آستنیت به دمای شروع مارتنزیت ( M<sub>s</sub>) می رسد و آستنیت به طور مکانیکی ناپایدار می شود. همان طور كه نمونه خنك مي شود، درصد قابل توجهي از آستنيت به مارتنزيت تبديل مي شود تا زماني كه دماي كمتر از استحاله ( M<sub>f</sub>) به دست آيد، كه در آن زمان استحاله به پايان مي رسد.<ref name="A.Q. Khan, University of Leuven, Belgium">{{citation|last=Khan|first=Abdul Qadeer|author-link =Abdul Qadeer Khan|last2=|first2=|author2-link=|title=The effect of morphology on the strength of copper-based martensites,|place=Leuven, Belgium|publisher=A.Q. Khan, University of Leuven, Belgium|series=|volume=1| origyear =1972|date=March 1972|edition=1|chapter=3|chapterurl=|page=| pages=300|language=German, English|url=|archiveurl=| archivedate=|doi=|id=|isbn=|mr=|zbl=|jfm=}}</ref>
برای فولاد یوتکتوئید(%0.78 کربن)، 6 تا 10٪ از آستنیت به نام آستنیت حفظ شده باقی می ماند. درصد آستنیت حفظ شده از مقدار ناچیزی برای فولاد کمتر از 0.6٪ کربن افزایش می یابد به 13٪ آستنیت حفظ شده در فولاد 0.95٪ کربن و 30-47٪ آستنیت حفظ شده برای فولاد کربن 1.4٪. کربن خنک کردن بسیار سریع برای ایجاد مارنزیت ضروری است.
برای یک فولاد کربن یوتکتیک مقطع نازک، اگر خنک کردن با شروع شدن 750 درجه سانتیگراد و پایان دادن به 450 درجه سانتیگراد در 0.7 ثانیه (نرخ 430 درجه سانتی گراد / ثانیه) اتفاق بیفتد، هیچ پرلیتی ایجاد نخواهد شد و فولاد مارتنزیتی با مقدار کمی آستنیت حفظ شده به دست می اید.<ref name="Marks'"/>
برای فولاد 0-0.6٪ کربن، مارتنزیت ظاهر [[توفالی]] دارد و مارتنزیت توفالی نامیده می شود. برای فولاد با بیش از 1٪ کربن، یک ورق مارتنزیتی تشکیل می شود. بین این دو درصد، ظاهر فیزیکی دانه ها ترکیبی از هر دو است. استحکام مارتنزیت کاهش می یابد اگر مقدار آستنیت حفظ شده رشد کند. اگر نرخ خنک کردن کندتر از نرخ خنک کردن بحرانی باشد، مقدار کمی از پرلیت تشکیل خواهد شد ، از مرزهای دانه شروع می شود به سمت داخل دانه رشد می کند تا زمانی که درجه حرارت به M<sub>s</sub> برسد، آستنیت باقیمانده باسرعت نزدیک به نصف سرعت صوت در فولاد تبدیل به مارتنزیت می شود.
در آلیاژهای خاص فولاد مارتنزیت نیز می تواند از طریق کار و به همین ترتیب تغییر شکل فولاد تشکیل شود، در حالی که فولاد در فرم آستنیتی است، با خنک کردن به زیردمای M<sub>s</sub> و سپس با تغییر شکل پلاستیک را اعمال می کنیم تا سطح مقطع عرضی بین 20٪ تا 40٪ از سطح مقطع اصلی کمتر شود. این روند باعث افزایش نابجایی تا 10<sup>13</sup>/cm<sup>2</sup> می شود. رسوبات نابجایی ها را در محل قفل می کنند و فولاد را بسیار سخت می کنند. این شیوه به طور معمول در سرامیک های سخت مانند [[زیرکونیا]] تثبیت شده با اتریا و در فولادهای ویژه مانند [[فولادهای TRIP ]]استفاده می شود. بنابراین، مارتنزیت می تواند به صورت گرمایی یا تنشی ایجاد شود.<ref name="A.Q. Khan, University of Leuven, Belgium"/><ref name=Verhoeven>{{cite book|last=Verhoeven|first=John D.|title=Steel Metallurgy for the Non-Metallurgist|year=2007|publisher=American Society for Metals|isbn=9780871708588|pages=26–31}}</ref>
یکی از تفاوت های این دو فاز این است که مارتنزیت دارای ساختار بلوری متشکل ازBCT است، در حالی که آستنیت دارای ساختار FCC است. انتقال بین این دو ساختار نیاز به انرژی فعال سازی حرارتی بسیار کم دارد، زیرا این یک تبدیل بدون نفوذ است که منجر به بازسازی ظریف اما سریع موقعیت اتمی می شود و حتی در دماهای سرد نیز دیده می شود. مارتنزیت دارای چگالی کمتری نسبت به آستنیت است، پس مارتنزیتی شدن استنیت منجر به تغییر نسبی حجم می شود. بسیار مهمتر از تغيير حجم، کرنش برشي است که مقداري حدود 0.26 دارد و شکل صفحات مارتنزيت را تعيين مي کند
مارتنزیت در نمودار فازی تعادل سیستم آهن- کربن نشان داده نمی شود، زیرا فاز تعادلی نیست. فازهای تعادلی با سرعت آهسته خنک کردن شکل می گیرند که زمان کافی برای نفوذ دارند، در حالی که مارتنزیت معمولا با نرخ خنک کردن بسیار بالا شکل می گیرد. از آنجائیکه فرایندهای شیمیایی (دستیابی به تعادل) در دمای بالاتر تسریع می شوند، مارتنزیت به راحتی توسط گرمادهی تخریب می شود. این فرآیند گرمادهی نامیده می شود. در بعضی از آلیاژها، این فرایند بر اثراضافه شده عناصری مانند تنگستن که باعث ایجاد مزاحمت برای هسته سمانتیت می شود، کاهش می یابد، اما بیشتر از آن، هسته سمانتیت اجازه می دهد که فشار از بین برود. از آنجا که خنك كردن ممكن است كنترل کردنش دشوار باشد، بسياري از فولادها براي توليد بيش از حد مارتنزيت خنك مي شوند و سپس به تدريج آن ها را گرمادهی می کنند تا زماني كه ساختار ترجيحي براي كاربرد مورد نظر به دست آيد. ریز ساختار سوزنی مارتنزیت منجر به رفتار شکننده مواد می شود. مارتنزیت بیش از حد فولاد را ترد می کند و مارتنزیت کم آن را نرم می کند.
| |||