مارتنزیت: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
بدون خلاصۀ ویرایش |
ویرایش به‌وسیلهٔ ابرابزار: |
||
خط ۱:
[[Image:Martensite.jpg|thumb|200px|مارتنزیت در فولاد AISI 4140]]
[[Image:Steel 035 water quenched.png|thumb|200px|فولاد با
'''مارتنزیت''' {{به انگلیسی|Martensite}} فازی است که با یک تبدیل بدون انتشار، و برشی آستنیت در فولادها شکل می‌گیرد و ساختار اصلی فولادهای سخت شده‌است. از آنجایی که مارتنزیت در شرایط تعادل شکل نمی‌گیرد، در [[نمودار فازی آهن-کربن|نمودار آهن-کربن]] نیز نشان داده نمی‌شود. به‌طور کلی برای ایجاد مارتنزیت باید یک خنک کاری سریع تا زیر ''دمای بحرانی پایین'' (A<sub>1</sub>) انجام شود. همان‌طور که از نمودار آهن-کربن نیز انتظار می‌رود اگر فولاد تا زیر دمای A<sub>1</sub> گرم شود، مارتنزیت در نهایت به فازهای [[سمنتیت]] و [[فریت]] تجزیه می‌شود.<ref name=":12">{{یادکرد کتاب|عنوان=ASM Handbook: Steel heat treating, fundamentals and processes. Volume 4A|سال=2013|ناشر=ASM International|نویسنده=Jon L. Dossett, George E. Totten|صص=13}}</ref>
== خواص ==
مارتنزیت در [[فولاد کربنی|فولادهای کربنی]] با [[آبدهی (مکانیک)|خنک کردن]] سریع (quenching) [[آهن]] با ساختار [[آستنیت|آستنیتی]] بدست می‌آید. سرعت این خنک کاری بقدری بالا است که اتم‌های کربن فرصت لازم برای پخش شدن به مقادیر کافی در ساختار کریستالی و تشکیل [[سمنتیت]] (Fe<sub>3</sub>C) را پیدا نمی‌کنند. آستنیت، آهن فاز-گاما(γ-Fe)، یک محلول جامد از آهن و عناصر [[آلیاژ|آلیاژی]] است. آستنیت با ساختار مکعب مربعی مرکز-وجهی (FCC)، پس از کوئنچ شدن (خنک کاری بسیار سریع) به ساختاری مکعب مستطیلی مرکز بدنی شدیداً کشیده شده به نام مارتنزیت تبدیل می‌شود که با کربن فوق اشباع شده‌است. تغییر شکل ایجاد شده تعداد زیادی نابجایی(dislocation) ایجاد
واکنش مارتنزیتی در هنگام خنک شدن شروع می‌شود زمانی که آستنیت به دمای شروع مارتنزیت (M<sub>s</sub>) می‌رسد و آستنیت به‌طور مکانیکی ناپایدار می‌شود. همان‌طور که نمونه خنک می‌شود، درصد قابل توجهی از آستنیت به مارتنزیت تبدیل می‌شود تا زمانی که دمای کمتر از تبدیل (M<sub>f</sub>) به دست آید، که در آن زمان تبدیل به پایان می‌رسد.<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 (%۰٫۷۸ کربن)، ۶ تا ۱۰٪ از آستنیت به نام آستنیت حفظ شده باقی می‌ماند. درصد آستنیت حفظ شده از مقدار ناچیزی برای فولاد کمتر از ۰٫۶٪ کربن افزایش می‌یابد به ۱۳٪ آستنیت حفظ شده در فولاد ۰٫۹۵٪ کربن و ۳۰–۴۷٪ آستنیت حفظ شده برای فولاد کربن ۱٫۴٪. کربن خنک کردن بسیار سریع برای ایجاد مارنزیت ضروری است.
برای یک فولاد کربن یوتکتیک مقطع نازک، اگر خنک کردن با شروع شدن ۷۵۰ درجه سانتیگراد و پایان دادن به ۴۵۰ درجه سانتیگراد در ۰٫۷ ثانیه (نرخ ۴۳۰ درجه سانتی گراد / ثانیه) اتفاق بیفتد، هیچ پرلیتی ایجاد نخواهد شد و فولاد مارتنزیتی با مقدار کمی آستنیت حفظ شده به دست می‌آید.<ref name="Marks'"
برای فولاد ۰–۰٫۶٪ کربن، مارتنزیت ظاهر توفالی دارد و مارتنزیت توفالی نامیده می‌شود. برای فولاد با بیش از ۱٪ کربن، یک ورق مارتنزیتی تشکیل می‌شود. بین این دو درصد، ظاهر فیزیکی دانه‌ها ترکیبی از هر دو است. استحکام مارتنزیت کاهش می‌یابد 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 می‌شود به سمت داخل دانه رشد می‌کند تا زمانی که درجه حرارت به M<sub>s</sub> برسد، آستنیت باقی‌مانده باسرعت نزدیک به نصف سرعت صوت در فولاد تبدیل به مارتنزیت می‌شود.
| |||