Transcript anyagismeret_9_ea_ban - BME

T
A
δ
D’
H
B
D
J
metastabil
N
Fe+Fe3C
γ
stabil
Fe+grafit
C’
E’
E
C
F’
F
G
M
α
O
P’ S’
S
P
Q
K’
K
L
C%
γ-Fe: fcc, lapcentrált köbös rács, neve: ausztenit, elegykristály: szil. oldat
δ-Fe: bcc, tércentrált köbös, elegykristály: szilárd oldat
α-Fe: bcc, tércentrált köbös, elegykristály: szilárd oldat, max. ~ 0,022%
C-oldékonyság, neve: ferrit
Az átalakulások reakciótípusai
1. primer reakció
2. csatolt reakció (eutektikus reakció)
hosszú távú diffúziót
tartalmaz
3. polimorf reakció (rövid távú atomi átrendeződés)
Polimorf reakciók:
• martenzites átalakulás
• allotróp átalakulások (γ-Fe 
α-Fe)
• üvegátalakulás (túlhűtött olvadék  üveg)
Az átalakulási diagramok
Mindig a
γFe (ausztenit) fázis széteséséről van szó.
diffúziós átalakulások
γ (szilárd oldat)
hűtési sebességtől
függő szövetszerkezet
diff. nélküli átalakulások
A „túlhűtés” fogalmának értelmezése:
okok:
• diffúzió
• fajtérfogat változás
A Fe-C diagram legfontosabb átalakulása a
A lehűtési sebesség és a Ctartalomtól függően különböző
jellegű folyamatokat tartalmaz:
• diffúzió-kontrollált folyamatok
• diffúziómentes átalakulás
Ezeknek időbeni lefolyását írják le
az úgynevezett átalakulási görbék
(orrgörbék, TTT diagramok).
A lehűlés jellegétől függően
megkülönböztetünk:
• izoterm
• folyamatos hűtésre vonatkozó
átalakulási diagramokat.
γ (ausztenit) bomlása
Emlékeztető:
rx 
2    TE
L  T
Az átalakuláskor keletkező fázisok illetve szövetelemek
Milyen fázisok, milyen szövetszerkezet alakul ki az átalakulás során?
Ez függ:
• az összetételtől (C-tartalom)
• a hűtési sebességtől és a hűtés módjától (izoterm vagy folyamatos
hűtésről van szó)
Az átalakulás: eutektoidos, vagy az összetételtől függően primer
reakciók megelőzhetik az eutektoidos átalakulást.
Legegyszerűbb eset: pontosan eutektoidos összetétel: ilyenkor nincs
primer reakció.
Legegyszerűbb eset: pontosan eutektoidos összetétel: ilyenkor nincs primer reakció:
Az γ  α átalakulás három ok miatt szenved késedelmet az
átalakulás hőmérsékletén:
• diffúzióval kell létrejönni a nukleációhoz és növekedéshez
szükséges koncentráció-fluktuációnak;
• az átalakulást fajtérfogat növekedés kíséri;
• a termodinamikai hajtóerő az átalakulás hőmérsékletén csekély
E meggondolások alapján levezethető az átalakulási görbék alakja:
vonatkozik primer α kiválására, de
formailag minden más átalakulásra is
A primer kristályok morfológiája és növekedési mechanizmusa a
hűtési sebességgel megváltozik:
Fázisátalakulások izoterm körülmények között
Izoterm átalakulások gyakorlati megvalósítása:
1. Homogén γ-fázis létrehozása (ausztenitesítés Ta hőfokon)
2. Hőkezelés előre beállított hőmérsékletű sófürdőben (különböző ideig)
3. Gyors hűtés szobahőmérsékletre
4. Szerkezet-meghatározás metallográfiai úton
Fázisátalakulások „folyamatos” körülmények között
Fázisátalakulások „folyamatos” körülmények között
0,46% C-tartalmú acél folyamatos átalakulási diagramja
Átalakulási hőmérsékletek:
Hipoeutektoidos acél: Ac1, Ac3
Ac: lassú hevítés során
Ar: lassú hűtés során
Hipereutektoidos acél: Ac1, Acm
Ac1, Ac3: proeutektoidos ferrit határhőmérsékletei
Ac1, Acm: szekunder cementit határhőmérsékletei
l
Ac1
Ac3
T
Az átalakulás mértéke, sebessége és a kialakuló szövetszerkezet
y 1  e
 k t
n
y – átalakult hányad
t – az átalakulás ideje
n – a reakció típusától függő állandó
k – állandó
T = konstans
Martenzit
A martenzitképződés 3
kritériuma:
1. C t.% > 0,2
2. csak -Fe-ból
3. vhűtés > vkritikus
Az átalakulással járó deformáció mechanizmusa
Az átalakulással járó deformáció mechanizmusa
Hőkezelések
A tulajdonságok alakításának lehetőségei:
• ötvözés (erről esett eddig szó)
• hőkezelés
A hőkezelés műszaki célja lehet:
• keményítés, szilárdságnövelés
• lágyítás
• szívósság növelése
• felületi keménység növelése
Összetétel,
hőmérséklet és
hűtési sebességtől
függő változások.
Nemesítés: edzés → megeresztés
Az alapfolyamatok:
Ausztenit [γFe (C)]

ferrit + cementit (lassú hűtés)
martenzit (gyors hűtés)
Részfolyamatok: ausztenitesítés
• perlites szövetelemek felbomlása, oldódása
• kémiai homogenizálás