Austenitisatie van staal

Beginsel van austenitisatie

• Fase-transformatie-beginsel: Wanneer staal wordt verwarmd, zullen de interne structuren zoals ferriet en perliet geleidelijk veranderen in austeniet door de herverdeling van koolstofatomen in het ijzerkristallenrooster.
• Invloed van de temperatuur: De austenitisatietemperatuur ligt meestal tussen ac1 (onderkritisch punt) en ac3 (bovenkritisch punt).Bijvoorbeeld:, het koolstofgehalte, de soorten en de inhoud van legeringselementen hebben allemaal invloed op het kritieke punt.

Austenitisatieproces (bijvoorbeeld eutectoïde staal)

• Vorming van austenite-kernen: Austenite-kernen vormen zich meestal bij voorkeur op de fase-interface tussen ferriet en cementit, omdat de koolstofatoomconcentratie op de fase-interface ongelijkmatig is,En de energie is hoog en de atoomopstelling is onregelmatig., die gemakkelijk voldoet aan de voorwaarden van concentratiefluktuatie, energiefluktuatie en structuurfluktuatie die voor nucleatie vereist zijn.de grenzen van pearliet domeinen en ferriet mozaïek blokken kunnen ook nucleatie sites.
• Groei van austenite-kernen: Na verhitting tot de austenitefasegebied versnelt de diffusiesnelheid van koolstofatomen bij hoge temperatuur en kunnen ook ijzeratomen en legeringsatomen volledig diffuseren.Austenite kernen blijven groeien naar ferriet en cementite door de diffusie van koolstofatomen.
• Ontbinding van restcementit: Omdat de samenstelling en structuur van ferriet dichter bij austenite ligt, verdwijnt ferriet eerst tijdens de groei van austenite-kernen,Terwijl de rest cementite blijft oplossen met de verlenging van de houdtijd tot het allemaal verdwijnt.
• Homogenisatie van de samenstelling van austenite: Nadat alle cementite is opgelost, is de koolstofconcentratie in austenite niet gelijkmatig en is het koolstofgehalte in het oorspronkelijke cementite gebied hoger.het is noodzakelijk om langdurig te worden vastgehouden of te blijven verwarmen om de koolstofatomen volledig te laten verspreiden, zodat austenite met een uniforme samenstelling wordt verkregen.

Austenitisatie van hypoeutectoïde en hypereutectoïde staal

• met een breedte van niet meer dan 50 mm: Naast het bovengenoemde basisproces van austenitvorming van eutectoïde staal, wordt bij verhitting boven de ac1­temperatuurhet proeutectoïde ferriet moet geleidelijk oplossen totdat het boven de ac3-temperatuur wordt verwarmd om volledig omgezet te worden in austenite.
• met een breedte van niet meer dan 600 mm: Bij verhitting boven de ac1-temperatuur moet het proeutectoïde cementite (secundair cementite) geleidelijk oplossen,en alleen bij verhitting boven Accm (boven kritisch punt van hypereutectoïde staal) kan alle cementite oplossen en een enkele austenite structuur worden verkregen.

Factoren die van invloed zijn op austenitisatie

• Verwarmingstemperatuur en -tijd: Hoe hoger de verwarmingstemperatuur, hoe sneller de atoomdiffusiesnelheid, hoe sneller de austenitisatiesnelheid en hoe korter de tijd die nodig is voor vorming.hoe langer de houdtijd, des te gelijkmatiger de samenstelling van het austenite, maar een te lange houdtijd leidt tot korrelgroei.
• Verwarmingssnelheid: Hoe sneller de verwarmingssnelheid, hoe korter de incubatietijd, hoe hoger de temperatuur waarop austenite begint te transformeren en eindigt met transformeren,en hoe korter de tijd voor de transformatieBij snelle verwarming is de toename van de nucleatie van austenite groter dan de groeipercentage, waardoor fijne austenitkorrels kunnen worden verkregen.
• met een gewicht van niet meer dan 50 kg: Elementen zoals kobalt en nikkel zullen het austenitisatieproces versnellen; elementen zoals chroom, molybdeen en vanadium vertragen het austenitisatieproces; elementen zoals silicium,aluminium en mangaan hebben in principe geen effect op het austenitisatieprocesAangezien de diffusiesnelheid van legeringselementen veel langzamer is dan die van koolstof, is de warmtebehandelingstemperatuur van legeringsstaal over het algemeen hoger en is de houdtijd langer.
• Oorspronkelijke structuur: Wanneer de cementite in de oorspronkelijke structuur lamellair is, is de vorming van austenite sneller dan bij granulair cementite.hoe meer fasesinterfaces, hoe hoger de nucleatie snelheid, en hoe sneller de transformatie snelheid; de granulaire pearlliet in de sferoïdeert gloeiing staat heeft weinig fase interfaces,dus het austenitisatiepercentage is het langzaamst.

Praktische toepassing van austenitisatie

• Warmtebehandeling: Austenitisatie is een belangrijke stap in de warmtebehandeling van staal.) zal ertoe leiden dat austenite in verschillende structuren verandert.Bijvoorbeeld door het steken van staal na austenitisatie kan een martensitstructuur worden verkregen en de hardheid en de sterkte van staal worden verbeterd;Door de normalisatie van de behandeling kunnen de korrels worden verfijnd en de bewerkbaarheid van staal verbeterd, enz.
• Bewerking onder drukVoor de austenitisatie worden stalen ingots, stalen billets en staalproducten over het algemeen tot boven de 1100°C verhit.die geschikt is voor de verwerking van kunststof, zoals smeden en rollen, om onderdelen of eindproducten van verschillende vormen te maken.