باینیت: تفاوت میان نسخه‌ها

'''بینیت''' {{انگلیسی|Bainite}} یک محصول [[ریزساختار]]ی از تجزیهٔ [[اوتکتوئید]] است. این ساختار هنگامی ایجاد می‌شود که یک [[فاز (ماده)]] دما-بالا هنگام سرمایش، به دو فاز متفاوت تجزیه می‌شود.

بینیت یک ریزساختار صفحه مانند است که درون فولاد در دمای 250۲۵۰ تا 550۵۵۰ درجه [[سلسیوس]] بوجود می‌آید (بسته به آلیاژ فولاد).

بینیت یکی از محصولاتی است که از خنک کردن [[اوستنیت|آستنیت]] (ساختار کریستالی FCC آهن) در دمای بحرانی 727۷۲۷ درجه سلسیوس ممکن است بوجود آید.

دو دانشمند به نام‌های دیونپورت {{به انگلیسی|Davenport}} و بین {{به انگلیسی|Bain}} این ریزساختار را از نظر شکل به [[مارتنزیت]] [[عملیات حرارتی]] شده توصیف کردند.

این ساختار معمولامعمولاً از [[سمنتیت|سمانتیت]] و [[فریت]] اشباع شده از [[نابجایی]] تشکیل شده‌است. تمرکز زیاد نابجایی‌ها در فریت موجود در بینیت استحکام این فریت را از حالت عادی بیشتر می‌کند.

محدوده دمایی لازم برای تبدیل آستنیت به بینیت همان محدوده لازم برای تبدیل پرلیت به مارتنزیت است. در هنگام شکل گیریشکل‌گیری بر اثر خنک شدن پیوستهپیوسته، ،نرخنرخ تبرید برای تشکیل بینیت از این نرخ برای تشکیل پرلیت سریع تر است،امااست، اما از نرخ تبرید مورد نیاز برای تشکیل مارتنزیت کم نر می‌باشد.

ریز ساختار مارتنزیت و بینیت در نگاه اول تقریباتقریباً یکی به نظر می‌رسد. این به دلیل یکی بودن جنبه‌های زیادی از مکانیزم‌های تبدیل آنهاست. به هر حال تفاوت‌های مورفولوژی ای وجود دارند که برای مشاهده نیاز به [[میکروسکوپ الکترونی]] می‌باشد. در زیر میکروسکوپ نوری ریزساختار بینیت به نظر تیره ترتیره‌تر از مارتنزیت است که علت آن تفاوت در بازتابش نور است.

بینیت از لحاظ سختی بین پرلیت و مارتنزیت قرار گرفته‌است . به همین دلیل ریزساختار بینیت مفید است پرا که هیچ عملیات حرارتی اضافه ای پس تبرید اولیه نیاز ندارد.

== شکل گیریشکل‌گیری ==

بالاتر از 900۹۰۰ درجه سانتیگراد یک فولاد کم کربن به طوربه‌طور کامل از آستنیت تشکیل شده است،شده‌است، یک فاز درجه حرارت بالا از آهن (دیگری فریت دلتاست در دماهای حتی بالاتر). در زیر حدود 700۷۰۰ درجه سانتیگراد (727۷۲۷ درجه سانتیگراد در آهن یوتکتیک)، آستنیت از لحاظ ترمودینامیکی ناپایدار است و تحت شرایط تعادل، واکنش یوتکتوئید انجام می‌شود و پرلیت - ترکیبی از فریت و سیمانتیت (Fe3C) تشکیل می شودمی‌شود. علاوه بر ملاحظات ترمودینامیکی که توسط نمودار فاز نشان داده شده است،شده‌است، تغییرات فاز در فولاد به شدت تحت تاثیرتأثیر سینتیک شیمیایی قرار دارد. این منجر به پیچیدگی ریزساختارهای فولادی می‌شود که به شدت تحت تأثیر میزان خنک کنندهخنک‌کننده قرار دارند. این را می توانمی‌توان با یک نمودار تبدیل خنک کنندهخنک‌کننده (CCT) نشان داد که زمان لازم برای شکل گیریشکل‌گیری یک فاز را زمانی که یک نمونه با یک نرخ خاصی سرد می شود،می‌شود، نشان می دهدمی‌دهد.

اگر فولاد به آرامی خنک شود، تغییر شکل با پیش بینی هایبینی‌های تعادلی یکی خواهد شد و پرلیت بر ساختار ریزساختار با رگه هاییرگه‌هایی از فریت پرویوتکتوئید یا [[سمنتیت|سمانتیت]] بسته به ترکیب شیمیایی تسلط خواهد یافت. با این حال، تبدیل از آستنیت به پرلیت، یک واکنش بازسازی وابسته به زمان است که نیاز به حرکت بزرگ در اتم هایاتم‌های آهن و کربن دارد. در حالی که کربن بین نشینی به راحتی حتی در دماهای متوسط ​​نفوذ میمی‌کند، کند،[[نفوذ]] آهن در خود در دمای زیر 600۶۰۰ درجه سانتیگراد بسیار کند است، تا زمانی که برای تمام اهداف عملی متوقف شود. به عنوان یک نتیجه فولادی که به سرعت سرد می‌شود می‌تواند به دمایی برسد که در آن پرلیت دیگر نمی تواندنمی‌تواند تشکیل شود.

آستنیت که بسیار سریع می‌شود می‌تواند مارتنزیت را بدون هیچ گونه نفوذ آهن یا کربن بوسیله برش ساختار کریستال FCC آستنیت به ساختار تتراگونال تبدیل کند. این فاز غیر تعادلی تنها می‌تواند در دماهای پایین شکل بگیرد، جایی که نیروی محرکه عکس العمل برای غلبه بر فشار کششی قابل توجهی که تحریک شده است،شده‌است، کافی است. این تغییر شکل اساسااساساً مستقل از زمان است با کسر فازی که تنها وابسته به درجه خنک کردن زیر دمای بحرانی شروع مارتنزیت است. علاوه بر این، این تغییر بدون نفوذ اتم هایاتم‌های بین نشین یا جای نشین رخ می دهدمی‌دهد و بنابراین مارتنزیت ترکیب والدین آستنیت را به ارث می بردمی‌برد.

یکی از نظریات مربوط به مکانیزم خاص تشکیل بینیت این است که آن را بوسیله یک جابجایی برشی، مانند چیزی که در مارتنزیت انجام می شودمی‌شود. گفته می‌شود که این تحول باعث ایجاد یک اثر کاهش دهنده [[تنش]] می شود،می‌شود، که توسط روابط جهت گیری در ریز ساختارهای بینتی تأیید می شودمی‌شود. با این حال، اثرات کاهشی تنش مشابه در تغییر شکل هاشکل‌ها دیده می‌شود که در طبیعت به نظر مارتنزیتی محسوب نمی شوند،نمی‌شوند، اما اصطلاح "«مشابه"» به معنای یکسان نیست. تنها نفوذی که توسط این تئوری اتفاق می افتد،می‌افتد، در جریان تشکیل فاز [[کاربید]] (معمولا سمانتیتی) بین صفحات [[فریت]] است.

نظریه نفوذ فرایند تغییر شکل بینیت مبتنی بر این فرض است که یک صفحه فریت بینتیی با یک مکانیزم مشابه به عنوان فریت Widmanstätten در دماهای بالاتر رشد می کند.می‌کند؛ بنابراین نرخ رشد آن بستگی دارد به اینکه کربن با چه سرعتی می‌تواند از فریت در حال رشد به آستنیت نفوذ کند. تصور غلط رایج این است که این مکانیزم امکان وجود رابطهای منسجم و کاهش انرزی سطح را از بین می بردمی‌برد. در حقیقت پذیرفته شده استشده‌است که تشکیل فریت Widmanstätten با نفوذ کربن کنترل می‌شود و نشان می دهدمی‌دهد که سطح مشابهی نیز وجود دارد.

به طوربه‌طور معمول بینیت به عنوان یک مجموعه شناخته می‌شود که از صفحات فریت (زیر واحد) جدا شده با حفظ آستنیت، مارتنزیت و یا سمانتیت. در حالی که زیر واحدها در هنگام مشاهده در یک بخش دو بعدی جدا از هم به نظر می رسدند، در واقع در ابعاد سه بعدی با هم مرتبط هستند و معمولامعمولاً بر روی صفحه لنینی شکل یا [[ریخت‌شناسی|مورفولوژی]] لات(lath) قرار می گیرندمی‌گیرند. شیارها، خود، گوه شکل با انتهای ضخیم ترضخیم‌تر مرتبط با مکان هایمکان‌های جوانه زنی هستند.

ضخامت صفحات فریتی با افزایش دما تغییر می یابدمی‌یابد. مدل هایمدل‌های شبکه عصبی نشان داده اندداده‌اند که این تغییر، اثر مستقیم درجه حرارت نیست، بلکه به دلیل وابستگی دمای نیروی محرکه و نبروی عکس العمل و قدرت آستنیت اطراف صفحات است. در دماهای بالاتر و در نتیجه تبرید کمتر، کاهش نیروی محرک ترمودینامیکی موجب کاهش میزان جوانه زنی می‌شود که اجازه می دهدمی‌دهد تا صفحات به تنهای و جدا جدا بزرگتر شوند قبل از اینکه بتوانند به یکدیگر آسیب برسانند. علاوه بر این، رشد صفحات باید توسط جریان پلاستیکی در آستنیت اطراف متبلور شود که اگر آستنیت قوی باشد و در برابر رشد بشقاب مقاومت کند این کار سخت می شودمی‌شود.

* H. K. D. H. Bhadeshia, ''Bainite in Steels'', 2nd Edition, Institute of Materials, Woodhead Pub Ltd, 2001, {{ISBN|1-86125-112-2|en}}