Forståelse av austenitt, martensitt og perlit

Austenitt:

Fast løsning av karbon og legeringselementer løst i γ-Jern som fortsatt beholder den flatesentrerte kubiske gitterstrukturen til γ-Jern. Denne strukturen forekommer vanligvis ved høye temperaturer; austenitt begynner å brytes ned ved 200–300 °C. Når oppvarmingstemperaturen øker, vokser krystallkornene gradvis større. Ved en gitt temperatur blir austenittkornene grovere jo lenger holdetiden er. Kornegrensene er relativt rette og danner regulære polygoner; det er ikke-magnetisk, har god seighet, lav fasthet og en viss taughet; i herdet stål er resterende austenitt fordelt i spaltene mellom martensittnålene.

Underkjølt austenitt:

Austenitt som eksisterer under A1-temperaturen og er ustabil og på vei til å omdannes.

Ferritt:

En fast løsning av karbon og legeringselementer oppløst i α-Fe, med et kubisk romsentrert gitter og svært lav oppløselighet for karbon; Egenskaper: Den viser god seighet og plastisitet; har en lys, polygonal kornstruktur; forekommer ved høye temperaturer over 1400 °C, og kalles derfor høytemperaturferritt eller δ-fastløsning, betegnet med δ; i undereutektoidisk stål dukker ferritt opp som klossformede korn med relativt glatte kornegenser når det svalner langsomt. Når karboninnholdet nærmer seg eutektoidsammensetningen (0,77 % karbon), skiller ferritt ut langs kornegrensene. (Eutektoid: En fasetransformasjon der to eller flere nye faser felles ut samtidig fra moderfasen.)

Martensitt:

En overmettet fast løsning av karbon oppløst i α-Fe, med en kroppssentrert tetragonal struktur; vanlige martensittmorfologier inkluderer stabellignende og plateformede strukturer; morfologien til martensitt avhenger hovedsakelig av formasjonstemperaturen, som igjen avhenger av innholdet av karbon og legeringselementer i austenitten; for karbonstål, når karboninnholdet øker, avtar mengden stabellignende martensitt relativt, og mengden plateformet martensitt øker relativt; egenskaper: høy styrke og høy hardhet; dannet ved rask avkjøling (herding) av austenitt, er det ikke en likevektsstruktur og lettdesorganiserer seg når den oppvarmes til 80–200 °C;

Stabellignende martensitt:

Dannes i lav- og mellomkarbonstål og rustfrie stål, består det av bunter med stabler ordnet parallelt. Den romlige formen er flattrykt og forlengt, og ett austenittkorn kan omdannes til flere stabler (vanligvis 3 til 5).

Stabellignende martensitt (nåleformet martensitt):

Dette finnes vanligvis i høy- og mediumkarbonstål og jern-nikkel-legeringer med høyt nikkelinnhold. Når de største martensittlamellene er for små til å kunne skilles fra hverandre med et optisk mikroskop, kalles det kryptokrystallinsk martensitt. Martensitt oppnådd fra normal herding i produksjon er generelt kryptokrystallinsk martensitt.

Temperert martensitt:

Denne mikrostrukturen dannes ved lavtemperaturtempering (150–250 °C) og består av martensitt med lavere grad av metning og svært fine karbider. Nedbrytning av martensitt skjer mellom 80 og 200 °C. Når stålet varmes til omtrent 80 °C, øker atomaktiviteten i materialet, og det mettede karbonet i martensitten begynner gradvis å utfelles i form av karbider. Graden av karbonmetning i martensitten avtar kontinuerlig, og danner dermed en blanding av martensitt med lavere metningsgrad og svært fine karbider.

Sementitt:

Et forbindelse av karbon og jern, Fe3C; Egenskaper: inneholder 6,67 % karbon, har en kompleks ortorombisk krystallstruktur; svært hard, ekstremt sprø, med nesten null seighet og plastisitet;

Perlite:

En mekanisk blanding av ferritt og sementitt i vekslende lagdelte flak, dannet ved eutektoidreaksjonen i jern-karbon-legeringer; Egenskaper: viser et perlemorslignende skinn; dens mekaniske egenskaper ligger mellom dem til ferritt og sementitt, med høy fasthet, moderat hardhet og god plastisitet og seighet;

Lagdelt Perlite:

En blanding av ferritt og sementitt dannet ved alternerende overlappende tynne lag; Basert på størrelsen på lagavstanden, kan den deles inn i: Perlit (lagavstand 450–150 nm, dannelses temperaturområde A1–650 °C, tydelig skjellig under et optisk mikroskop), Sørbitt (lagavstand 150–80 nm, dannelses temperaturområde 650–600 °C, bare skjellig under høyforstørrelse optisk mikroskop) og Trostitt (lagavstand 80–30 nm, dannelses temperaturområde 600–550 °C, bare skjellig med elektronmikroskop);

Kornet perlit:

En blanding der sementitt forekommer i kornform innenfor en ferrittmatrise; Kornet perlit oppnås vanligvis gjennom sfæroidiseringsglødning; (Sfæroidiseringsglødning: Glødning utført for å sfæroidisere karbidene i stål);

Øvre bainitt:

En blanding dannet fra overmettet nåleferritt og sementitt når temperaturen synker til området 550–350 °C, med sementitt mellom ferrittnålene; Egenskaper: fjærliknende utseende, sprø, høy hardhet; grunnleggende identifiserbar under et 500x optisk mikroskop. Lavere bainitt

En blanding dannet fra overmettet nåleferritt og sementitt når temperaturen synker til området 350–230 °C, men der sementitten er innenfor ferrittnålene; Egenskaper: vises som svarte nåle- eller bambusblad-lignende strukturer;

Kornete bainitt:

En blanding sammensatt av relativt grov klumpferritt og karbonrikt austenitt;

Sementittfri bainitt:

En mikrostruktur sammensatt av en enkelt fase med plateferritt, også kjent som ferritisk bainitt; Egenskaper: Sementittfri bainitt forekommer vanligvis i lavkarbonstål;

Widmanstätten-struktur:

En flerfase mikrostruktur i stål der proeutektoidfasen forekommer i nål- eller plateform blandet med lagdelt perlit, og som oppstår når austenittkornene er relativt grove og avkjølingshastigheten er passende. Egenskaper: Grove korn, med plateformet, fjæraktig eller trekantet form.