一、 固体溶液の基本構造
1オステニート (A) [Feγ (C) ]
オーステナイトは,炭素と合金元素を γ-Fe に溶解して形成される固体溶液である.合金鋼系では,炭素と様々な合金元素が γ -Fe に溶け合っている安定した構造その特徴は,優れた可塑性であり,その硬さと収力点は比較的低く,ブリネル硬度値は通常170〜220HBである.鉄鋼の中で最小の固体体積を持つ微小構造物です高温条件下では,オーステナイトは炭素を溶解する強い能力を持っています. 1147°Cで溶解した炭素の量は2.11%に達し,温度が727°Cに低下すると,溶けた炭素の量は0に減少します.77%. 金属顕微鏡で,オーステナイトは γ -Fe の面中心立方格子構造を維持しているため,規則的な多角形を示している.この微小構造により,鋼は優れた冷却性能を持っています.鍛造やローリングなどの熱加工過程では,オーステナイトの存在が鋼のプラスチック変形に役立ちます.
2フェライト (Feα (C))
フェライトは,炭素と合金元素をα-Feに溶解して形成された固体溶液である.その性能は,比較的低い硬さで,純粋な鉄に似ている.約80〜100HB727°Cで,金属合金元素がフェライトに溶解され,鉄鋼の強度と硬さを効果的に高めることができます.フェライト中の炭素の溶解性は0です室温では 0.008%ですフェライトは,α -Fe の体中心の立方格子構造を維持し,金属構造における純粋金属の典型的な多面体金属学特性を表している.フェライトの存在により鋼は強い硬さと冷たい形状が良くなり,高可塑性要求のある構造部品にしばしば使用されます.
二、化合物と混合構造
1. セメント (Fe3C)
鉄と炭素から成る化合物であるセメンタイトは,鉄炭化物としても知られています.室温では,鉄-炭素合金中の炭素の大部分はセメンタイトの形で存在します.鉄-炭素バランス図によると基本シメントは,CD線に沿って液体から結晶化し沈み,主に柱状である二次性セメントは,固体溶液からES線に沿って沉着し,しばしば白い網状の形に現れる.三次性セメントは,固体溶液からPQ線に沿って沉着する.そして,それは主に白いネットワークですセメンタイトは低温環境では弱磁性を有する.温度が217°Cを超えると磁性が消失する.溶融点は約1600°C,炭素含有量は6である.67%鉄鋼の硬さは非常に高く,700HBをはるかに上回りますが,非常に脆くて,弾性もほとんどありません.シメンタイトの形状と分布は,鋼の強度に大きな影響を与えます.例えば,粒状のセメントは,一定の強度を維持しながら鋼の強さを高めることができます.
2パールライト
パールライトはフェライトとセメントイトの機械的な混合物であり,炭素含有量0.77%の炭素鋼のユーテクトイド変換の産物である.その微小構造はフェライトとセメントイトが交互に配置されたラメラー構造であるパールライトシート間隔の大きさは,オーステナイトの分解中に低冷却の程度に依存する.低冷却の程度が大きいほど,パールライトシートの間隔が小さくなるほど面膜の距離の違いに基づいて,パールライト,ソルビットおよびトロスティに分類することができるが,本質的にそれらはすべてパールライト型構造である.粗いラメラーパールライトは,高温範囲650~700°Cでオーステナイト分解の産物である.硬さは約190~230HB.Fe3Cシートは一般金属学顕微鏡 (500倍以下拡大) で区別することができる.ソルビタイトは,600〜650 °Cの温度範囲内のオーステナイトの分解産物である.硬さは約240~320HB. Fe3Cシートを識別するには高性能顕微鏡 (1000倍拡大) が必要です.トロステナイトは,高温550〜600°Cでアウステナイト分解の産物である.熱処理条件下では,Fe3Cシートは電子顕微鏡でしか識別できません.球状化焼焼や高温冷却など,セメントはフェライトマトリックスに粒状に均等に分布し,球状の真珠石を形成し,粒状の真珠石とも呼ばれます.この微小構造は,効率的に鋼の加工能力と強度を改善することができます.
3マルテンサイト
マルテンサイトは,α-Feの超飽和固体炭素溶液である.鋼が高温アウステニティゼーション処理を受け,マルテンサイト点以下で非常に速い速さで冷却されると,低温環境における γ -Fe の不安定な構造によりしかし,非常に速い冷却速度のため,鉄鋼内の炭素原子は拡散する時間がない.高温で親相のオーステニート組成を保持するしたがって,マルテンサイトは,アウステニチゼーション後,鋼がマルテンサイト点以下に急速に冷却されたときに発生する非拡散相変換の産物である.マルテンサイトはメタステーブル状態です炭素がα-Feに過飽和しているため,体中心のα-Feの立方格子が歪み,体中心の四角格子を形成する.これはマルテンサイトに非常に高い硬さを与え,約640〜760HB超飽和炭素による格子歪みにより 表面積の減少と伸縮はほぼゼロですマルテンサイトの特異体積はオーステナイトより大きい鉄鋼にマルテンサイトが形成されると,相対的に大きな相変換ストレスを発生します.マルテンサイトは,金属構造における,互いに一定の角度で白い針のような構造を呈します.しかし,すべてのマルテンシット構造は硬くて脆いわけではありません.例えば,低合金高強度鋼は,マンガン,クロム,ニッケル,モリブデンなどの合金元素を含んでいます.消化・冷却処理後この構造は,高強度と強度を組み合わせ,建設,機械製造,その他の分野で広く使用されています.
ベイナイト (Bainite) は,中気温帯 (約250°C~450°C) で低冷したアウステナイトの相変形によって形成された過飽和フェライトとセメンタイトの混合物である.ベイナイトは形成温度の違いに基づいて上部ベイナイトと下部ベイナイトに分類することができる.上部バイナイトは,真珠岩の形成温度の近くで形成された微小構造である.その特徴は,α -Feシートが粒の境界から始まる粒の中で同じ方向に並列に配置されていることです.金属構造では羽状で,対称性または非対称性がある.上部バイナイトの強度は,同じ温度で形成された細かいラメラパールライトの強度より低い下部バイナイトは,約300°Cで形成された構造で,金属学構造では黒い針状の構造として現れる.上部と下部の両方のバイナイトは基本的にフェライトとセメンタイトの組み合わせです低ベイナイトの強度は,同じ温度で温めたマルテンサイトと似ている.そして,その全体的な性能は,上部バイナイトよりも優れている.硬化されたマルテンサイトよりも優れている場合もあります. 中程度の炭素鋼製の軸の部品など,強度と強度が適している部分では,適正な熱処理によって低ベイナイト構造を得ることで,部品の使用寿命が延びる..
2ウェイの組織
ウィッドマンスタッテンの構造は,通常,低温鋼で発生する.それは鋼の過熱と粗粒度オーステナイトの形成により形成される.特定の低冷却条件下で,原始のオーステナイト粒の境界線で大質量のα -Feが降る粒の境界から粒の内側へと成長する.これらの薄片状のα-Feは,元のオーステナイトと一定の結晶的方向性関係を持っています.粒状の殻状の形状で,互いに一定の角度または平行に存在し,一般的に"ウィッドマンスタッテン構造"と呼ばれる.過熱された低温型鋼は,比較的速い冷却速度でウィッドマンスタッテン構造を発展させる傾向があります.硬い構造では,衝撃強度が著しく低下し,鋼の面積が減少し,鋼が脆くなる.完全なアニール処理によって鉄鋼の生産過程では,鉄鋼の構造が完全に破壊され,鉄鋼の特性が回復できます.熱温と冷却速度の制御は,ウィッドマンスタッテン構造の形成を避けるための鍵です.
3帯状組織
帯状構造は,熱加工後の低炭素構造鋼の微小構造の特徴である.特別に,フェライトとパールライトが加工方向に平行な層に分布した帯状構造として表される.この微小構造により 鋼の機械的性質は 微分性を示します鉄鋼の性能は,帯の方向に平行または垂直の方向で異なる.鉄鋼のラッピングプロセス中に,最終ラッピング温度を制御することで,冷却速度と合理的なロール比率,その他のプロセスパラメータ帯状構造の形成を減らすか回避することができます.
4δ 段階
δ相は,特にニオビウムやチタンなどの元素を含むクロムニッケル不酸化鋼に存在する少量のフェライトである.オウステニチス不酸化鋼では,δ相は重要な役割を果たしますステンレス鋼の溶接で結晶裂け物の形成を効果的に防止し,粒間腐食やストレス腐食の傾向を軽減することができます.ステンレス鋼の強さを向上させるしかし, δフェライトの量は一定の限度値を超えると (例えば8%以上),不?? 鋼の穴穴傾向が増加します.さらに,高温条件下では,δ相は σ相に変容する傾向があるステンレス鋼の組成や熱処理プロセスを設計する際に,δ 段階の含有量を正確に制御し,その有益な効果と有害な効果をバランスする必要があります..
5. σ 段階
- σ相は,Fe-Cr合金における脆性現象の研究中に合金相として発見されました.室温では,σ相は磁性でないし,硬さと脆さの特性がある.σ相が合金中に存在する場合,特に粒の境界に沿って分布している場合,それは鋼の可塑性と強さを大幅に低下させます.σ相は,一般的に,比較的長い間,高温環境550~900°Cで,徐々に形成される.σ 段階の形成は,鋼の多くの要因に関連しています.構成 (クロムやニッケルなどの元素含有を含む)高クロムおよびニッケル・クロム不?? 鋼では,クロムの含有量が高くなるほど, σ相を形成することが容易である.さらにオーステニチス鋼の δフェライトは σ相に変換し,冷たい変形プロセスも σ相の形成を促進します.σ相が形成される温度範囲が下向きに移動するスタッドレスタイヤの製造と使用の間,σ 段階の形成を注意深く監視し,合理的なプロセス制御によって材料の特性への有害な影響を避ける必要があります..
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