باز کردن منو اصلی

تغییرات

ابرابزار
[[پرونده:Msm-Iron-carbide-diag.png|thumb|300px|left|[[نمودار فازی تعادلی آهن-کاربید آهن]]]]آستنیت یا آهن گاما  یک آلوتروپدگرشکلی‌ فلزی و غیر مغناطیسی از آهن یا یک محلول جامد از آهن و یک ماده آلیاژی دیگر است.<ref>{{یادکرد کتاب|عنوان=(Physical Metallurgy Principles (3rd ed|نام خانوادگی=Abbaschian R|نام=|ناشر=PWS-Kent Publishing|سال=1991|شابک=0-534-92173-6|مکان=|صفحات=}}</ref>. در فولادهای کربنی آستنیت در بالای نقطه یوتکتوئید که دارای دمای 727۷۲۷ درجه سانتی‌گراد است،یافتاست، یافت می‌شود.
 
سایر آلیاژهای فولادی دماهای یوتکتوئید متفاوتی دارند. آلوتروپ آستنیت در دمای اتاق در فولاد ضدزنگ یافت می‌شود. این آلوتروپدگرشکلی‌ به‌افتخار سر ویلیام کندلر آستن، آستنیت نام‌گذاری شده استشده‌است.<ref>{{یادکرد کتاب|عنوان=Webster's Seventh New Collegiate Dictionary|نام خانوادگی=Gove PB|نام=|ناشر=G & C Merriam Company|سال=1963|شابک=|مکان=|صفحات=58}}</ref>
 
== [[دگرشکلی‌های آهن|آلوتروپ آهن]] ==
از 912۹۱۲ درجه سانتی‌گراد تا 1394۱۳۹۴ آهن آلفا دچار یک استحاله فازی از ساختار BCC به ساختار کریستالی FCC  (آهن گاما) می‌شود که نام دیگرش آستنیت است. این آهن نیز به‌طور مشابه،نرممشابه، نرم و شکل‌پذیر است اما قابلیت حل کردن کربن به‌مراتب بیشتری در خود را داراست. (در حد 2.03۲٫۰۳ درصد جرمی در دمای 1146۱۱۴۶ درجه سانتی‌گراد)
 
آهن گاما به‌طور گسترده در فولادهای ضدزنگ مورد استفاده صنایع غذایی و بیمارستانی کاربرد دارد.
در این دما ساختار کریستالی بازتر آستنیت قابلیت جذب کربن از کربیدآهن در فولاد را دارد.
 
یک فرآیندفرایند ناقص آستنیتی کردن باعث می‌شود مقداری کربید حل‌نشده در ساختار رسوب کند.
 
برای بعضی از آهن‌ها،آلیاژهایآهن‌ها، آلیاژهای پایه آهن و فولادها، کربید ممکن است در مرحله آستنیتی کردن ظاهر شود که به آن آستنیتی کردن دوفازی میگویندمی‌گویند.<ref>{{یادکرد وب|کد زبان=en-US|وب‌گاه=www.asminternational.org|نشانی=https://www.asminternational.org/?vgnextoid=39c04ef322e18110VgnVCM100000701e010aRCRD|عنوان=ASM International the Materials Information Society - ASM International|بازبینی=2018-01-19}}</ref>
 
== آس‌پخت ==
[[پرونده:ریزساختار_فریت_و_آستنیت.jpg|بندانگشتی|288x288پیکسل|ریزساختار فریت و آستنیت]]
آس‌پخت یا austempering یک فرآیندفرایند سخت سازی است که برای بهبود خواص مکانیکی فلزهای پایه آهن مورد استفاده قرار می‌گیرد.
 
بدین‌صورت که فلز حرارت داده می‌شود تا به ناحیه سمانتیت در دیاگرام فازی برسد و سپس در یک محفظه نمک یا سایر مواد خنک‌کننده قرار می‌گیرد تا دمایش به 300۳۰۰ تا 375۳۷۵ برسد.
 
فلز در این محدوده دمایی باز پخت(annealing)  می‌شود تا درنهایت آستنیت تبدیل به بی­نایتبینایت یا آسفریت (فریت بی نایتی+ آستنیت پرکربن) شود.
 
با تغییر دمای آستنیتی کردن، فرآیندفرایند آس­پختآسپخت می‌تواند ریزساختارهای متفاوت و دلخواه را فراهم کند.
 
اگر فرآیندفرایند آستنیتی کردن در دمای بالا انجام شود، محصول فرآیندفرایند یک آستنیت پرکربن خواهد بود. به‌طور مشابه با انجام فرآیندفرایند در دماهای پایین‌تر شاهد توزیع یکنواخت­ترییکنواختتری از ساختار آس­پختآسپخت شده خواهیم بود.<ref>{{یادکرد ژورنال|عنوان=Batra U, Ray S, Prabhakar SR (2003). "Effect of austenitization on austempering of copper alloyed ductile iron"|ژورنال=J Mater Eng Perf. 12 (5): 597–601.|ناشر=|تاریخ=|زبان=|شاپا=|doi=10.1361/105994903100277120|پیوند=|تاریخ دسترسی=}}</ref>
 
همچنین می‌توان درصد کربن در آستنیت را به‌صورت تابعی از زمان فرآیندفرایند آس­پختآسپخت به دست آورد.
 
== رفتار در فولاد کربنی ساده ==
هنگامی‌که آستنیت سرد می‌شود، کربن از آستنیت به بیرون نفوذ می‌کند و آهن-کربید پرکربن را تشکیل می‌دهد و فریت کم‌کربن برجا میماندمی‌ماند.
 
بسته به ترکیبات آلیاژ، لایه‌های فریت و سمانتیت که پرلیت نامیده می‌شود تشکیل می‌شود.
 
اگر نرخ سرد کردن بسیار سریع باشد، کربن زمان کافی برای نفوذ نخواهد داشت و آلیاژ دچار یک استحاله شدید در ساختار کریستالی می‌شود که به آن استحاله مارتنزیتی نیز گفته می‌شود که در آن آستنیت تبدیل به مارتنزیت  می‌شود که دارای ساختار کریستالی body centered tetragonal (BCT) است.
 
این فرآیندفرایند از اهمیت بالایی برخوردار است. ازآنجاکه به دلیل سرعت زیاد سرد کردن، کربن زمان کافی برای نفوذ را ندارد، درنتیجه کربن محصورشده و در دام می‌افتد و مارتنزیت که بسیار سخت است تشکیل می‌شود.
 
سرعت سرد کردن درصد فریت،مارتنزیتفریت، مارتنزیت و سمانتیت را معین می‌کند و نتیجتاً خواص مکانیکی فولاد ازجمله سختی و استحکام کششی نیز به‌سرعت سرد کردن بستگی دارند.
 
سریع سرد کردن قسمت‌های باریک باعث ایجاد یک افت حرارتی ناگهانی در ماده می‌شود.
لایه‌های بیرونی‌تر قسمت عملیات حرارتی شده سریع‌تر سرد شده و بیشتر منقبض می‌گردند، که باعث ایجاد تنش کششی و کرنش حرارتی می‌شود.
 
در سرد کردن‌های سریع،فولادسریع، فولاد دچار استحاله از آستنیت به مارتنزیت می‌شود که بسیار سخت‌تر است و با کرنش‌های به‌مراتب کمتری شاهد جوانه زایی ترک خواهیم بود. تغییر حجم (مارتنزیت چگالی کمتری از آستنیت دارد) نیز که می‌تواند باعث ایجاد تنش شود به همین شکل است.
 
تفاوت نرخ کرنش در لایه‌های درونی و بیرونی می‌تواند باعث ایجاد ترک در قسمت بیرونی شود، که می‌توان با آهسته سرد کردن مذاب از این پدیده اجتناب کرد.
 
با افزودن تنگستن به آلیاژ، سرعت نفوذ کربن کند شده و استحاله به BCT  در دماهای پایین‌تری رخ می‌دهد و همین‌طور ترک نیز تشکیل نمی‌شود.
 
اصطلاحاً گفته می‌شود که سختی‌پذیری چنین ماده‌ای افزایش‌یافته استافزایش‌یافته‌است.
 
برگشت دادن( (یا تمپر کردن) پس از کوئنچ کردن باعث تبدیل مارتنزیت ترد به مارتنزیت تمپر شده می‌شود.
 
اگر یک فولاد با سختی‌پذیری کم کوئنچ شود، مقدار قابل‌توجهی آستنیت در ریزساختار حفظ می‌شود که باعث ایجاد تنش درونی و درنتیجه شکست ناگهانی قطعه می‌شود.
 
== رفتار در چدن ==
حرارت دادن چدن سفید تا بیش از 727۷۲۷ درجه سانتی‌گراد باعث تشکیل آستنیت در کریستال‌های سمانتیت اولیه می‌شود.
 
آستنیتی شدن آهن سفید در مرز فازهای سمانتیت اولیه و فریت اتفاق می‌افتد.
 
== پایدارسازی ==
افزودن عناصر آلیاژی خاصی ازجمله منگنز و نیکل باعث پایدار شدن ساختار آستنیت و آسان­سازیآسانسازی عملیات حرارتی بر روی فولادهای آلیاژی می‌شود.
 
در یک فولاد به‌شدت آستنیتی، مقدار بسیار بیشتری عناصر آلیاژی لازم است تا آستنیت در دمای اتاق پایدار شود. از طرف دیگر، افزودن عناصری مانند سیلیکون، مولیبدن و کروم باعث ناپایدار شدن آستنیت  و افزایش دمای یوتکتوئید می‌شود.
 
آستنیت تنها در دماهای بالاتر از 910۹۱۰°C  پایدار می‌شود.
 
 بااین‌حال، فلزات دارای گذار FCC می‌توانند بر روی ساختار FCC  یا ساختار مکعبی الماسی رشد کنند. رشد برآرایی گونه‌یگونهٔ بر روی صفحه (100۱۰۰) ساختار مکعبی الماسی به دلیل ساختار کریستالی نزدیک آن به FCC  و تقارن صفحه (100۱۰۰) ساختار الماسی با FCC  است امکان‌پذیر است.
 
به دلیل بیشتر بودن ضخامت بحرانی یک آهن چندلایه از آهن تک لایه، احتمال رشد بیش از یک تک لایه از آهن گاما      وجود دارد.
 
ضخامت بحرانی به‌دست‌آمده از آزمایش با پیش‌بینی‌های نظری همخوانی کامل دارد.
 
== استحاله آستنیت و نقطه کوری ==
نقطه کوری،دماییکوری، دمایی است که در بالاتر از آن، ماده خاصیت مغناطیسی‌اش ر از دست می‌دهد.
 
در بسیاری از آلیاژهای مغناطیسی آهن، نقطه کوری، به دمای استحاله آستنیت نزدیک است.
در این زمینه، رنگ نور یا تابش جسم سیاه که از جسم منتشر می‌شود معیار تقریبی‌ای از دما است.
 
در بسیاری از موارد، دما به‌وسیله‌یبه‌وسیلهٔ دمای رنگ قطعه سنجیده می‌شود. با تبدیل رنگ قرمز گیلاسی پررنگ به نارنجی(815۸۱۵ به 871۸۷۱ درجه) که متناظر با دمای تشکیل آستنیت در فولادهای دارای کربن متوسط و زیاد است. در طیف نوری مرئی، با افزایش دما این درخشش بیشتر می‌شود، و هنگامی‌که قطعه به رنگ قرمز گیلاسی است، این درخشش به‌شدت کاهش می‌یابد به‌گونه‌ای که ممکن است در نور محیط قابل‌مشاهده نباشد.نباشد؛ بنابراین آهنگران معمولاً فرآیندفرایند آستنیتی کردن فولاد را در محیطی با نور کم انجام می‌دهند تا بتوانند به‌دقت رنگ قطعه را مشاهده کنند.
 
== منابع ==
{{پانویس}}
[[رده:آهن]]
[[رده:متالورژی]]