أخبار الشركة عن تفسير شامل للهياكل المعدنية الشائعة المستخدمة في إنتاج الصلب الصناعي

一、الهيكل الأساسي للمحلول الصلب

1أوستينيت ((A [Feγ (C) ])

الأوستينيت هو محلول صلب يتكون من حل الكربون وعناصر السبائك في γ - Fe. في نظام الصلب السبائك ،وهي بنية مستقرة حيث يتم إذابة الكربون والعناصر السبائك المختلفة معًا في γ -Feميزته البارزة هي البلاستيكية الممتازة ، ومع ذلك ، فإن صلابة نقطة الخصب منخفضة نسبيًا ، حيث تتراوح قيم صلابة برينيل عادةً من 170 إلى 220HB.هو الهيكل الدقيق مع أصغر حجم محدد بين الفولاذفي ظل ظروف درجة حرارة عالية، يمتلك الأوستينيت قدرة قوية على إذابة الكربون. عند 1147 درجة مئوية، يمكن أن تصل كمية الكربون المذاب إلى 2.11٪، ومع انخفاض درجة الحرارة إلى 727 درجة مئوية،كمية الكربون المحللة تنخفض إلى 0تحت المجهر المعدني ، يظهر الأوستينيت شكلًا متعدد الأبعاد منتظمًا بسبب الحفاظ على بنية الشبكة الكوبية المتمركزة في الوجه من γ -Fe.هذا الهيكل المجهري يمنح الصلب خصائص ممتازة للعمل الباردخلال عمليات العمل الساخنة مثل التصنيع والطحن ، يساعد وجود الأوستنيت في التشوه البلاستيكي للصلب.

2الفيريت ((F [Feα (C) ])

الفيرريت هو محلول صلب يتكون من حل الكربون وعناصر السبائك في α-Fe. أداؤه مشابهة لتلك التي للحديد النقي ، مع صلابة منخفضة نسبيا ،تتراوح تقريباً من 80 إلى 100HBفي 727 درجة مئوية، يمكن أن يضاف إلى الصلب في الحرارة المحتملة.انذال الكربون في الفيريت هو 0 فقط.022% ، وفي درجة حرارة الغرفة ، هي منخفضة إلى 0.008%.يحافظ الفيريت على بنية الشبكة الكوبية المركزية للجسم من α -Fe ويظهر الخصائص المعدنية متعددة الأطراف النموذجية للمعادن النقية في الهياكل المعدنيةيمنح الوجود الفيرريت الصلب صلابة جيدة وقابلية للتشكيل البارد، وغالبا ما يستخدم في المكونات الهيكلية مع متطلبات عالية من البلاستيكية.

二、المركبات والهياكل المختلطة

1السمنتيت ((Fe3C))

السمنتيت، وهو مركب يتكون من الحديد والكربون، ويعرف أيضا باسم كربيد الحديد. عند درجة حرارة الغرفة، غالبية الكربون في سبائك الحديد والكربون موجودة في شكل السمنتيت.وفقًا لرسم بياني لتوازن الحديد والكربون، يمكن تصنيف السمنتيت إلى ثلاثة أنواع بناءً على مسار هطولها ومورفولوجيتها: يبلور السمنتيت الأساسي ويتساقط من السائل على طول خط CD ،معظمها ذو شكل عمود؛ يستنزف الاسمنت الثانوي على طول خط ES من محلولات γ -الصلبة وغالبا ما يظهر في شكل شبكي أبيض.وهي أيضا شبكة بيضاء في الغالبالسمنتيت لديه مغناطيسية ضعيفة في البيئات منخفضة درجة الحرارة. تختفي مغناطيسيته عندما تتجاوز درجة الحرارة 217 درجة مئوية. نقطة انصهارها حوالي 1600 درجة مئوية، ومحتواه من الكربون هو 6.67%صلابة الأسمنت مرتفعة للغاية، تتجاوز 700HB، ولكنها هشة للغاية ولا تحتوي على أي لونية تقريبا.تمتلك تشكيل وتوزيع السمنتيت تأثير كبير على قوة الصلبعلى سبيل المثال ، يمكن للسمنت الحبيبية تحسين صلابة الفولاذ مع الحفاظ على قوة معينة.

2اللؤلؤية

بيرليت هو خليط ميكانيكي من الفيريت والسمنتيت، وهو منتج تحويل اليوتيكتويد من الصلب الكربوني بمحتوى كربون 0.77٪.بنيتها الدقيقة هي بنية شرائح مع الفيريت والسمنتيت مرتبة بالتناوبيعتمد حجم المسافة بين صفائح اللؤلؤ على درجة التبريد المنخفض أثناء تحلل الأوستنيت. كلما زادت درجة التبريد المنخفض ،كلما كان المسافة بين ورق اللؤلؤية أصغربناءً على الاختلاف في المسافة بين اللاميلات ، يمكن تصنيفها إلى بيرليت وسوربيت وتروستيت ، ولكنها في الأساس هي جميعها هياكل من نوع بيرليت.اللؤلؤة اللؤلؤية الخام هي منتج تحلل الأوستينيت في نطاق درجة الحرارة العالية من 650-700 درجة مئوية، مع صلابة حوالي 190-230 HB. يمكن تمييز ورق Fe3C باستخدام المجهر المعدني العام (أقل من 500 مرة تكبير).السوربتيت هو منتج تحلل الأوستينيت في نطاق درجة الحرارة 600-650 درجة مئوية، بقسوة حوالي 240-320HB. يتطلب المجهر ذو القوة العالية (المكبر 1000 مرة) للتمييز بين أوراق Fe3C.الـ Troostenite هو منتج تحلل الـ austenite عند درجات حرارة عالية 550-600 °C، مع صلابة حوالي 330-400 HB. يمكن تمييز أوراق Fe3C فقط من خلال المجهر الإلكتروني (المكبرة 10،000 مرة). في ظل ظروف معالجة حرارية محددة ،مثل التسخين الكروي أو التجمد عالي الحرارة، يمكن توزيع السمنتيت بشكل موحد في شكل حبيب على مصفوفة الفيريت ، وتشكيل بيرليت كروية ، والمعروف أيضًا باسم بيرليت الحبيب.يمكن لهذه الهيكل المجهري تحسين قابلية صناعة الصلب و صلابة الصلب.

3مارتنزيت

مارتينسيت هو محلول صلب مفرط من الكربون في α-Fe. عندما يخضع الصلب لعلاج استنزين في درجة حرارة عالية ويتم تبريده بمعدل سريع للغاية أقل من نقطة مارتينسيت،بسبب الهيكل غير المستقر لـ γ - Fe في البيئات منخفضة درجة الحرارة، سوف يتحول بسرعة إلى α-Fe. ومع ذلك، بسبب معدل التبريد السريع للغاية، ذرات الكربون في الفولاذ ليس لديهم الوقت لنشر،وبالتالي الحفاظ على تكوين الأوستينيت من المرحلة الأم في درجات الحرارة العاليةلذلك ، المارتنسيت هو منتج تحويل المرحلة غير المنتشر الذي يحدث عندما يتم تبريد الفولاذ بسرعة تحت نقطة المارتنسيت بعد الاستينيتيز.المارتينسيت في حالة مستقرةبسبب التشبع المفرط للكربون في α -Fe ، يتم تشويه الشبكة الكبية المركزية للجسم من α -Fe ، وتشكيل شبكة مربعة مركزية للجسم. وهذا يمنح المارتنزيت صلابة عالية للغاية ،ما بين 640 و 760HB تقريباً، ولكنه يجعلها أيضاً هشة للغاية، مع صلابة ضئيلة للضرب، وتقليص المساحة والطول قريبون من الصفر تقريباً.الحجم النوعي للمارتنسيت أكبر من الحجم النوعي لأوستنيتعندما يتشكل مارتنزيت في الصلب، فإنه سوف يولد ضغط تحويل المراحل كبيرة نسبيا. في ظل ظروف عملية التخفيف العادية،المارتنسيت يقدم هيكلات مثل الإبرة البيضاء بزوايا معينة مع بعضها البعض في الهيكل المعدنيومع ذلك ، ليست جميع الهياكل المارتنسيتية صلبة و هشة. على سبيل المثال ، فإن الفولاذ ذو القوة العالية من السبائك المنخفضة يحتوي على عناصر سبائك مثل المنغنيز والكروم والنيكل والموليبدينوم ،بعد معالجة التخفيف والتكثيفيحتوي على بنية مجهرية منخفضة الكربون. يجمع هذا الهيكل بين القوة العالية والصلابة الجيدة ويتم استخدامه على نطاق واسع في البناء والتصنيع الميكانيكي ومجالات أخرى.

• الهيكل المعدني الخاص
  
  1البينيت (B)

البينيت هو خليط من الفيريت المشبعة للغاية والسمنتيت التي تتشكل عن طريق تحويل المرحلة من الأوستينيت المبردة في نطاق درجة الحرارة المتوسطة (حوالي 250-450 درجة مئوية).يمكن تصنيف البينيت إلى البينيت العلوي والبينيت السفلي بناءً على الفرق في درجة حرارة تشكيلهالبينيت العلوي هو بنية صغيرة تتشكل بالقرب من درجة حرارة تشكيل اللؤلؤ.خصوصيتها هي أن أوراق الف - في مرتبة بالتوازي في نفس الاتجاه داخل الحبوب بدءا من حدود الحبوبفي الهيكل المعدني ، يبدو شبيهًا بالريشة ويمكن أن يكون متماثلاً أو غير متماثل.قوة البينيت العلوي أقل من قوة اللؤلؤية المصفوفة الدقيقة التي تتشكل في نفس درجة الحرارةالبينيت السفلي هو بنية تتشكل حوالي 300 درجة مئوية وتظهر كهياكل سوداء تشبه الإبرة في الهياكل المعدنية.كل من البينيت العلوي والسفلي هي في الأساس مزيج من الفيريت والسمنتيت، لكنها تختلف في التشكيل وتوزيع الكربيد. قوة البينيت المنخفضة مماثلة لتلك الموجودة في مارتنسيت معتدل في نفس درجة الحرارة،و أدائها الشامل متفوق على أداء البينيت العلويفي بعض الحالات، هو حتى أفضل من مارتينسيت معتدل. لبعض الأجزاء التي تتطلب تناسب جيد من القوة والصلابة، مثل أجزاء العمود المصنوعة من الفولاذ الكربوني المتوسط،الحصول على بنية باينيت أقل من خلال المعالجة الحرارية المناسبة يمكن أن تزيد من عمر الخدمة للأجزاء.

2منظمة (وي)

تظهر هيكل ويدمانستاتين عادة في الصلب النظيف. يتم تشكيله بسبب الإفراط في تسخين الصلب وتشكيل الأوستينيت ذات الحبيبات الخام. في ظل ظروف تبريد محددة ، يتم تشغيل هذه الهيكلات من قبل الجهاز.بالإضافة إلى هطول α -Fe الضخم على حدود حبيبات الأوستينيت الأصلية، سوف يكون هناك أيضا صفيحة شبيهة α-Fe تنمو من حدود الحبوب في الداخل من الحبوب.هذه الـ α -Fees المتقشرة لها علاقة معينة في التوجه البلورية مع الأوستينيت الأصلي، تظهر في الحبوب على شكل أشكال رقيقة تقع بزاوية معينة مع بعضها البعض أو موازية لبعضها البعض ، والتي يشار إليها عادة باسم بنية ويدمانستاتين من الصلب النظيف.السخونة الزائدة من الفولاذ هو عرضة لتطوير هيكل ويدمانشتين في معدل تبريد سريع نسبياعندما تكون بنية ويدمانستاتين شديدة، فإنه سيؤدي إلى انخفاض كبير في صلابة الاصطدام وتقليل مساحة الفولاذ، مما يجعل الفولاذ هش.من خلال معالجة التسخين الكاملة، يمكن القضاء على هيكل ويلمانستاتين واستعادة خصائص الصلب.التحكم في درجة حرارة التدفئة ومعدل التبريد هو مفتاح لتجنب تشكيل هيكل ويدمانستاتن.

3الأنسجة المربوطة

الهيكل المربط هو سمة هيكلية صغيرة من الصلب الهيكلي منخفض الكربون بعد العمل الساخن ،تظهر على وجه التحديد كهيكل مشقوق حيث يتم توزيع الفيريت والبيرليت في طبقات موازية لتوجيه المعالجةهذا الهيكل المجهري سيجعل الخصائص الميكانيكية للصلب تظهر انيسوتروبيةهناك اختلافات في أداء الفولاذ في الاتجاه المتوازي مع و عمودي على اتجاه الشريط، وسوف يقلل أيضا من صلابة الاصطدام وتقليل مساحة الصلب. خلال عملية تساقط الصلب، عن طريق التحكم في درجة حرارة التساقط النهائية،معدل التبريد ونسبة التدحرج المعقولة ومعلمات العملية الأخرى، يمكن تقليل تشكيل الهيكل المربط أو تجنبها.

4المرحلة δ

مرحلة δ هي كمية صغيرة من الفيريت الموجودة في الفولاذ المقاوم للصدأ الكرومية النيكل، وخاصة تلك التي تحتوي على عناصر مثل النيوبيوم والتيتانيوم.تلعب مرحلة δ دورا هامايمكن أن يمنع بفعالية تشكيل الشقوق البلورية في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ، وتقليل ميل التآكل بين الحبيبات وتآكل الإجهاد،وفي نفس الوقت تعزيز قوة الفولاذ المقاوم للصدأومع ذلك ، عندما تتجاوز كمية δ فيرريت حدًا معينًا (على سبيل المثال ، أكثر من 8٪) ، فإنها ستزيد من ميل الفولاذ المقاوم للصدأ إلى الحفر.مرحلة δ عرضة للتحول إلى مرحلة σ، وهذا التحول يمكن أن يسبب هشاشة المعدن. عند تصميم تكوين الفولاذ المقاوم للصدأ وصياغة عملية المعالجة الحرارية،من الضروري التحكم بدقة في محتوى مرحلة δ لتحقيق التوازن بين آثارها المفيدة والضارة.

5مرحلة σ

تم اكتشاف مرحلة - σ كمرحلة سبيكة عند دراسة ظاهرة هشاشة سبيكات Fe-Cr.المرحلة σ غير مغناطيسية ولديها خصائص القسوة والكسرعندما توجد مرحلة σ في السبائك، وخاصة عندما يتم توزيعها على طول حدود الحبوب، فإنها ستقلل بشكل كبير من مرونة الصلب وصلته.تتطلب مرحلة σ عموماً بيئة درجة حرارة عالية من 550-900 درجة مئوية لفترة طويلة نسبياً لتشكل تدريجياً، وعملية تشكيلها سوف تؤدي إلى تدهور أداء المادة في الاستخدام.مثل تكوينه (بما في ذلك محتوى العناصر مثل الكروم والنيكل)في الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الكروم والنيكل الكروم ، كلما ارتفع محتوى الكروم ، كلما كان من السهل تشكيل مرحلة σ.بالإضافة إلى، فالفيرريت δ في الصلب الأوستنيتي عرضة للتحول إلى مرحلة σ ، وعملية التشوه الباردة تعزز أيضًا تشكيل مرحلة σ ،مما يتسبب في انخفاض نطاق درجة الحرارة التي تتشكل فيها المرحلة σأثناء إنتاج وتطبيق الفولاذ المقاوم للصدأمن الضروري مراقبة تشكيل مرحلة σ عن كثب وتجنب آثارها السلبية على خصائص المواد من خلال التحكم المعقول في العملية.