Τι συμβαίνει σε μοριακό επίπεδο κατά τη μέτρηση του χάλυβα;
1. Σχηματισμός ωστενίτη:
* Θέρμανση στο ωστενιτικό εύρος: Όταν ο χάλυβας θερμαίνεται σε ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας (συνήθως μεταξύ 723 ° C και 912 ° C για απλούς χάλυβες άνθρακα), τα άτομα σιδήρου αναδιατάχθηκαν σε μια κρυσταλλική δομή (FCC) με επίκεντρο το πρόσωπο που ονομάζεται Austenite.
* διάλυση άνθρακα: Σε αυτή τη θερμοκρασία, τα άτομα άνθρακα διαλύονται στο πλέγμα σιδήρου, σχηματίζοντας ένα στερεό διάλυμα. Αυτό σημαίνει ότι τα άτομα άνθρακα κατανέμονται ομοιόμορφα σε όλο το σίδερο, καθιστώντας τον χάλυβα πιο εύπλαστο και όλκιμο.
2. Σβέση:
* Ταχεία ψύξη: Αφού φτάσετε στην ωστενιτική κατάσταση, ο χάλυβας ψύχεται ταχέως, συχνά βυθίζοντας το σε νερό, λάδι ή άλλο μέσο απόσβεσης. Αυτή η ταχεία ψύξη εμποδίζει τα άτομα άνθρακα να διαχέονται από το πλέγμα σιδήρου.
* Σχηματισμός μαρτενσίτη: Η ταχεία ψύξη παγιδεύει τα άτομα άνθρακα στη δομή της FCC, μετατρέποντας τον ωστενίτη σε μια πολύ παραμορφωμένη τετραγωνική (BCT) κρυσταλλική δομή που ονομάζεται μαρτενσίτη. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει πολύ γρήγορα και συχνά οδηγεί σε σημαντική αύξηση της σκληρότητας και της δύναμης.
3. Κοιτάξτε:
* Θέρμανση σε χαμηλότερη θερμοκρασία: Ο χαλύβδινοι χάλυβα στη συνέχεια επαναθερμαίνεται σε χαμηλότερη θερμοκρασία, συνήθως μεταξύ 150 ° C και 650 ° C. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται "σκλήρυνση".
* αποσύνθεση Martensite: Κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης, το μαρτενσίτη αρχίζει να αποσυντίθεται, με μερικά από τα άτομα άνθρακα να διαχέονται από το πλέγμα σιδήρου και να σχηματίζουν μικρά σωματίδια καρβιδίου (Fe3C) μέσα στον χάλυβα.
* ανακούφιση στρες: Οι εσωτερικές τάσεις που προκαλούνται από τη διαδικασία ταχείας ψύξης κατά τη διάρκεια της σβέσης ανακουφίζονται κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης.
* Τροποποίηση μικροδομής: Η σκλήρυνση αλλάζει επίσης το μέγεθος, το σχήμα και την κατανομή των σωματιδίων καρβιδίου. Η μικροδομή του χάλυβα γίνεται πιο σταθερή και λιγότερο εύθραυστη.
4. Αλλαγές ιδιοκτησίας:
* Μειωμένη σκληρότητα: Η σκλήρυνση έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της σκληρότητας σε σύγκριση με την κατάσβεση.
* Αυξημένη σκληρότητα και ολκιμότητα: Η σκλήρυνση βελτιώνει την ανθεκτικότητα και την ολκιμότητα του χάλυβα, καθιστώντας την πιο ανθεκτική στη ρωγμή και το κάταγμα.
* Βελτιωμένη μηχανική ικανότητα: Η σκλήρυνση βελτιώνει επίσης τη δυνατότητα μηχανικής του χάλυβα, καθιστώντας ευκολότερη τη μείωση και τη διαμόρφωση.
Συνοπτικά:
Ο χάλυβας σκλήρυνσης είναι μια διαδικασία που μεταβάλλει τη μικροδομή του χάλυβα ελέγχοντας τον ρυθμό ψύξης και τη θερμοκρασία της θερμικής επεξεργασίας. Αυτή η διαδικασία έχει ως αποτέλεσμα αλλαγές στις ιδιότητες του χάλυβα, καθιστώντας την κατάλληλη για διάφορες εφαρμογές.
