ऑस्टेनाइट - यह क्या है?

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-18 04:10

स्टील का ताप उपचार इसकी संरचना और गुणों को प्रभावित करने के लिए सबसे शक्तिशाली तंत्र है। यह तापमान के खेल के आधार पर क्रिस्टल जाली के संशोधनों पर आधारित है। लौह-कार्बन मिश्र धातु में विभिन्न परिस्थितियों में फेराइट, पर्लाइट, सीमेंटाइट और ऑस्टेनाइट मौजूद हो सकते हैं। उत्तरार्द्ध स्टील में सभी थर्मल परिवर्तनों में एक प्रमुख भूमिका निभाता है।

परिभाषा

स्टील लोहे और कार्बन का एक मिश्र धातु है, जिसमें कार्बन सामग्री सैद्धांतिक रूप से 2.14% तक होती है, लेकिन तकनीकी रूप से लागू होने पर इसमें 1.3% से अधिक की मात्रा नहीं होती है। तदनुसार, बाहरी प्रभावों के प्रभाव में इसमें बनने वाली सभी संरचनाएं भी मिश्र धातुओं की किस्में हैं।

सिद्धांत उनके अस्तित्व को 4 रूपों में प्रस्तुत करता है: एक प्रवेश ठोस समाधान, एक बहिष्करण ठोस समाधान, अनाज का एक यांत्रिक मिश्रण या एक रासायनिक यौगिक।

ऑस्टेनाइट कार्बन परमाणु के प्रवेश का एक ठोस समाधान है जो लोहे के फेस-सेंट्रिक क्यूबिक क्रिस्टल जाली में प्रवेश करता है, जिसे कहा जाता है। कार्बन परमाणु को लोहे की -जाली की गुहा में पेश किया जाता है। इसका आयाम Fe परमाणुओं के बीच संबंधित छिद्रों से अधिक है, जो मुख्य संरचना की "दीवारों" के माध्यम से उनके सीमित मार्ग की व्याख्या करता है। प्रक्रियाओं में गठित727˚С से अधिक गर्मी के साथ फेराइट और पेर्लाइट का तापमान परिवर्तन।

लौह-कार्बन मिश्र धातुओं का चार्ट

आयरन-सीमेंटाइट स्टेट डायग्राम नामक एक ग्राफ, प्रयोगात्मक रूप से बनाया गया, स्टील्स और कास्ट आयरन में परिवर्तन के लिए सभी संभावित विकल्पों का एक स्पष्ट प्रदर्शन है। मिश्र धातु में कार्बन की एक निश्चित मात्रा के लिए विशिष्ट तापमान मान महत्वपूर्ण बिंदु बनाते हैं जिन पर हीटिंग या कूलिंग प्रक्रियाओं के दौरान महत्वपूर्ण संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं, वे भी महत्वपूर्ण रेखाएं बनाते हैं।

GSE लाइन, जिसमें Ac₃ और Ac_{m बिंदु शामिल हैं, गर्मी के स्तर में वृद्धि के रूप में कार्बन घुलनशीलता के स्तर का प्रतिनिधित्व करती है।}

ऑस्टेनाइट बनाम तापमान में कार्बन घुलनशीलता की तालिका
तापमान, ˚सी	900	850	727	900	1147
ऑस्टेनाइट में C की लगभग विलेयता, %	0, 2	0, 5	0, 8	1, 3	2, 14

शिक्षा की विशेषताएं

ऑस्टेनाइट एक संरचना है जो स्टील को गर्म करने पर बनती है। महत्वपूर्ण तापमान पर पहुंचने पर, पर्लाइट और फेराइट एक अभिन्न पदार्थ बनाते हैं।

हीटिंग विकल्प:

1. वर्दी, आवश्यक मूल्य तक पहुंचने तक, कम जोखिम,ठंडा करना। मिश्र धातु की विशेषताओं के आधार पर, ऑस्टेनाइट पूरी तरह से या आंशिक रूप से बन सकता है।
2. तापमान में धीमी वृद्धि, शुद्ध ऑस्टेनाइट प्राप्त करने के लिए ऊष्मा के पहुँच स्तर को बनाए रखने की लंबी अवधि।

परिणामी गर्म सामग्री के गुण, साथ ही वह जो शीतलन के परिणामस्वरूप होगा। बहुत कुछ प्राप्त गर्मी के स्तर पर निर्भर करता है। ज़्यादा गरम या ज़्यादा गरम होने से बचाना ज़रूरी है।

सूक्ष्म संरचना और गुण

लौह-कार्बन मिश्र धातुओं की विशेषता वाले प्रत्येक चरण में जाली और अनाज की अपनी संरचना होती है। ऑस्टेनाइट की संरचना लैमेलर होती है, जिसमें आकार एकिकुलर और परतदार दोनों के करीब होते हैं। -लोहे में कार्बन के पूर्ण विघटन के साथ, अनाज का आकार हल्का होता है, जिसमें गहरे रंग के सीमेंटाइट समावेशन नहीं होते हैं।

कठोरता 170-220 एचबी है। तापीय और विद्युत चालकता फेराइट की तुलना में कम परिमाण का एक क्रम है। कोई चुंबकीय गुण नहीं।

शीतलन के प्रकार और इसकी गति "ठंड" अवस्था के विभिन्न संशोधनों के गठन की ओर ले जाती है: मार्टेंसाइट, बैनाइट, ट्रोस्टाइट, सोर्बाइट, पेर्लाइट। उनकी एक समान संरचना होती है, लेकिन कण फैलाव, अनाज के आकार और सीमेंटाइट कणों में भिन्न होते हैं।

ऑस्टेनाइट पर शीतलन का प्रभाव

ऑस्टेनाइट का अपघटन उन्हीं महत्वपूर्ण बिंदुओं पर होता है। इसकी प्रभावशीलता निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करती है:

1. शीतलन दर। कार्बन समावेशन की प्रकृति, अनाज के गठन, अंतिम के गठन को प्रभावित करता हैसूक्ष्म संरचना और उसके गुण। शीतलक के रूप में प्रयुक्त माध्यम पर निर्भर करता है।
2. अपघटन के चरणों में से एक में एक इज़ोटेर्मल घटक की उपस्थिति - जब एक निश्चित तापमान स्तर तक कम किया जाता है, तो एक निश्चित अवधि के लिए स्थिर गर्मी बनी रहती है, जिसके बाद तेजी से शीतलन जारी रहता है, या यह एक साथ होता है हीटिंग डिवाइस (भट्ठी)।

इस प्रकार, ऑस्टेनाइट का एक सतत और समतापीय परिवर्तन प्रतिष्ठित है।

रूपांतरण के चरित्र की विशेषताएं। चार्ट

सी-आकार का ग्राफ, जो तापमान परिवर्तन की डिग्री के आधार पर, समय अंतराल में धातु के सूक्ष्म संरचना में परिवर्तन की प्रकृति को प्रदर्शित करता है - यह ऑस्टेनाइट परिवर्तन आरेख है। वास्तविक शीतलन निरंतर है। मजबूर गर्मी प्रतिधारण के केवल कुछ चरण ही संभव हैं। ग्राफ इज़ोटेर्मल स्थितियों का वर्णन करता है।

चरित्र प्रसार और अप्रसार हो सकता है।

मानक गर्मी में कमी दर पर, प्रसार द्वारा ऑस्टेनाइट अनाज बदल जाता है। थर्मोडायनामिक अस्थिरता के क्षेत्र में, परमाणु आपस में घूमने लगते हैं। जिनके पास लोहे की जाली में घुसने का समय नहीं है, वे सीमेंटाइट समावेशन बनाते हैं। वे अपने क्रिस्टल से निकलने वाले पड़ोसी कार्बन कणों से जुड़े हुए हैं। सीमेंटाइट सड़ने वाले अनाज की सीमाओं पर बनता है। शुद्ध फेराइट क्रिस्टल संबंधित प्लेट बनाते हैं। एक बिखरी हुई संरचना बनती है - अनाज का मिश्रण, जिसका आकार और सांद्रता शीतलन की गति और सामग्री पर निर्भर करती हैमिश्र धातु कार्बन। पेर्लाइट और इसके मध्यवर्ती चरण भी बनते हैं: सोर्बाइट, ट्रोस्टाइट, बैनाइट।

तापमान में कमी की महत्वपूर्ण दरों पर, ऑस्टेनाइट के अपघटन में प्रसार चरित्र नहीं होता है। क्रिस्टल की जटिल विकृतियां होती हैं, जिसके भीतर सभी परमाणु एक साथ एक विमान में अपना स्थान बदले बिना विस्थापित हो जाते हैं। विसरण की कमी मार्टेंसाइट के न्यूक्लियेशन में योगदान करती है।

ऑस्टेनाइट के अपघटन की विशेषताओं पर सख्त होने का प्रभाव। मार्टेंसाइट

हार्डनिंग एक प्रकार का हीट ट्रीटमेंट है, जिसका सार महत्वपूर्ण बिंदुओं से ऊपर उच्च तापमान पर तेजी से गर्म होना है Ac₃ और Ac_{m, तेजी से ठंडा होने के बाद। यदि तापमान को पानी की सहायता से 200˚С प्रति सेकंड से अधिक की दर से कम किया जाता है, तो एक ठोस एसिकुलर चरण बनता है, जिसे मार्टेंसाइट कहा जाता है।}

यह α प्रकार के क्रिस्टल जाली के साथ लोहे में कार्बन के प्रवेश का एक सुपरसैचुरेटेड ठोस समाधान है। परमाणुओं के शक्तिशाली विस्थापन के कारण, यह विकृत हो जाता है और एक चतुर्भुज जाली बनाता है, जो सख्त होने का कारण है। गठित संरचना में एक बड़ा आयतन होता है। नतीजतन, समतल से बंधे क्रिस्टल संकुचित हो जाते हैं, सुई जैसी प्लेटों का जन्म होता है।

मार्टेंसाइट मजबूत और बहुत कठोर (700-750 एचबी) है। उच्च गति शमन के परिणामस्वरूप विशेष रूप से गठित।

सख्त। प्रसार संरचनाएं

ऑस्टेनाइट एक गठन है जिससे कृत्रिम रूप से बैनाइट, ट्रोस्टाइट, सोर्बाइट और पेर्लाइट का उत्पादन किया जा सकता है। यदि सख्त होने पर ठंडा हो जाता हैकम गति, प्रसार परिवर्तन किए जाते हैं, उनका तंत्र ऊपर वर्णित है।

ट्रोस्टाइट पेर्लाइट है, जो उच्च स्तर के फैलाव की विशेषता है। यह तब बनता है जब गर्मी 100˚С प्रति सेकंड कम हो जाती है। पूरे विमान में बड़ी संख्या में फेराइट और सीमेंटाइट के छोटे दाने वितरित किए जाते हैं। "कठोर" सीमेंटाइट को एक लैमेलर रूप की विशेषता है, और बाद के तड़के के परिणामस्वरूप प्राप्त ट्रोस्टाइट में एक दानेदार दृश्य होता है। कठोरता - 600-650 एचबी।

बैनाइट एक मध्यवर्ती चरण है, जो उच्च कार्बन फेराइट और सीमेंटाइट के क्रिस्टल का और भी अधिक फैला हुआ मिश्रण है। यांत्रिक और तकनीकी गुणों के संदर्भ में, यह मार्टेंसाइट से नीच है, लेकिन ट्रोस्टाइट से अधिक है। यह तापमान रेंज में बनता है जब प्रसार असंभव होता है, और एक मार्टेंसिटिक में परिवर्तन के लिए क्रिस्टल संरचना के संपीड़न और आंदोलन की ताकत पर्याप्त नहीं होती है।

सोरबिटोल 10˚С प्रति सेकंड की दर से ठंडा होने पर मोती के चरणों की एक मोटी सुई जैसी किस्म है। पर्लाइट और ट्रोस्टाइट के बीच यांत्रिक गुण मध्यवर्ती होते हैं।

पेर्लाइट फेराइट और सीमेंटाइट के दानों का एक संयोजन है, जो दानेदार या लैमेलर हो सकता है। 1˚C प्रति सेकंड की शीतलन दर के साथ ऑस्टेनाइट के सुचारू क्षय के परिणामस्वरूप निर्मित।

बीटाइट और ट्रोस्टाइट सख्त संरचनाओं से अधिक संबंधित हैं, जबकि सोर्बाइट और पेर्लाइट को तड़के, एनीलिंग और सामान्यीकरण के दौरान भी बनाया जा सकता है, जिसकी विशेषताएं अनाज के आकार और उनके आकार को निर्धारित करती हैं।

एनीलिंग का प्रभावऑस्टेनाइट क्षय विशेषताएं

व्यावहारिक रूप से सभी प्रकार के एनीलिंग और सामान्यीकरण ऑस्टेनाइट के पारस्परिक परिवर्तन पर आधारित होते हैं। हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील्स पर पूर्ण और अपूर्ण एनीलिंग लागू की जाती है। भट्टी में भागों को क्रमशः महत्वपूर्ण बिंदुओं Ac₃ और Ac_{1 के ऊपर गर्म किया जाता है। पहले प्रकार को एक लंबी होल्डिंग अवधि की उपस्थिति की विशेषता है, जो पूर्ण परिवर्तन सुनिश्चित करता है: फेराइट-ऑस्टेनाइट और पर्लाइट-ऑस्टेनाइट। इसके बाद भट्टी में वर्कपीस को धीमी गति से ठंडा किया जाता है। आउटपुट पर, फेराइट और पर्लाइट का एक बारीक छितराया हुआ मिश्रण प्राप्त होता है, बिना आंतरिक तनाव, प्लास्टिक और टिकाऊ। अधूरा एनीलिंग कम ऊर्जा गहन है और केवल पर्लाइट की संरचना को बदलता है, फेराइट को लगभग अपरिवर्तित छोड़ देता है। सामान्यीकरण का तात्पर्य तापमान में कमी की उच्च दर है, लेकिन बाहर निकलने पर एक मोटे और कम प्लास्टिक संरचना भी है। 0.8 से 1.3% की कार्बन सामग्री वाले स्टील मिश्र धातुओं के लिए, ठंडा होने पर, सामान्यीकरण के हिस्से के रूप में, दिशा में अपघटन होता है: ऑस्टेनाइट-पर्लाइट और ऑस्टेनाइट-सीमेंटाइट।}

संरचनात्मक परिवर्तनों पर आधारित एक अन्य प्रकार का ऊष्मा उपचार समरूपीकरण है। यह बड़े हिस्से के लिए लागू है। इसका तात्पर्य 1000-1200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर ऑस्टेनिटिक मोटे अनाज वाले राज्य की पूर्ण उपलब्धि और भट्ठी में 15 घंटे तक एक्सपोजर है। इज़ोटेर्मल प्रक्रियाएं धीमी शीतलन के साथ जारी रहती हैं, जो धातु संरचनाओं को समतल करने में मदद करती हैं।

समतापी एनीलिंग

समझ को आसान बनाने के लिए धातु को प्रभावित करने के सूचीबद्ध तरीकों में से प्रत्येकऑस्टेनाइट का एक इज़ोटेर्मल परिवर्तन माना जाता है। हालांकि, उनमें से प्रत्येक केवल एक निश्चित चरण में विशिष्ट विशेषताएं हैं। वास्तव में, गर्मी में लगातार कमी के साथ परिवर्तन होते हैं, जिसकी गति परिणाम निर्धारित करती है।

आदर्श परिस्थितियों के निकटतम तरीकों में से एक इज़ोटेर्मल एनीलिंग है। इसका सार ऑस्टेनाइट में सभी संरचनाओं के पूर्ण अपघटन तक हीटिंग और होल्डिंग में भी होता है। शीतलन कई चरणों में लागू किया जाता है, जो धीमे, लंबे और अधिक ऊष्मीय रूप से स्थिर अपघटन में योगदान देता है।

1. तापमान में तेजी से गिरावट एसी बिंदु से 100˚C नीचे_1।
2. फेराइट-पर्लाइट चरणों के गठन की प्रक्रिया पूरी होने तक लंबे समय तक प्राप्त मूल्य (भट्ठी में रखकर) को जबरन बनाए रखना।
3. स्थिर हवा में ठंडा होना।

विधि मिश्र धातु स्टील्स पर भी लागू होती है, जो ठंडी अवस्था में अवशिष्ट ऑस्टेनाइट की उपस्थिति की विशेषता होती है।

ऑस्टेनाइट और ऑस्टेनिटिक स्टील्स को बनाए रखा

कभी-कभी अधूरा क्षय संभव होता है जब ऑस्टेनाइट को बरकरार रखा जाता है। यह निम्न स्थितियों में हो सकता है:

1. पूरी तरह से सड़न न होने पर बहुत तेजी से ठंडा होना। यह बैनाइट या मार्टेंसाइट का संरचनात्मक घटक है।
2. हाई-कार्बन या लो-अलॉय स्टील, जिसके लिए ऑस्टेनिटिक छितरी हुई ट्रांसफॉर्मेशन की प्रक्रिया जटिल होती है। होमोजेनाइजेशन या इज़ोटेर्मल एनीलिंग जैसे विशेष गर्मी उपचार विधियों की आवश्यकता होती है।

उच्च मिश्रधातु के लिए -वर्णित परिवर्तनों की कोई प्रक्रिया नहीं है। निकल, मैंगनीज, क्रोमियम के साथ मिश्र धातु इस्पात मुख्य मजबूत संरचना के रूप में ऑस्टेनाइट के निर्माण में योगदान देता है, जिसे अतिरिक्त प्रभावों की आवश्यकता नहीं होती है। ऑस्टेनिटिक स्टील्स को उच्च शक्ति, संक्षारण प्रतिरोध और गर्मी प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध और कठिन आक्रामक कामकाजी परिस्थितियों के प्रतिरोध की विशेषता है।

ऑस्टेनाइट एक संरचना है जिसके निर्माण के बिना स्टील का कोई उच्च तापमान हीटिंग संभव नहीं है और जो यांत्रिक और तकनीकी गुणों में सुधार के लिए इसके ताप उपचार के लगभग सभी तरीकों में शामिल है।