Die Austenitisierung von Stahl bezieht sich auf den Prozess des Erhitzens von Stahl bis zu einer bestimmten Temperatur, um seine Struktur in Austenit zu verwandeln.
Das Prinzip der Austenitisierung
Prinzip der Phasenumwandlung: Beim Erhitzen von Stahl werden die inneren Strukturen wie Ferrit und Perlit durch die Umverteilung der Kohlenstoffatome im Eisenkristallgitter allmählich in Austenit umgewandelt.
Einfluss der Temperatur: Die Austenitisierungstemperatur liegt in der Regel zwischen ac1 (unterer kritischer Punkt) und ac3 (oberer kritischer Punkt).Zum Beispiel:, der Kohlenstoffgehalt, die Arten und die Inhalte der Legierungselemente beeinflussen alle den kritischen Punkt.
Bildung von Austenitkernen: Austenitkerne bilden sich in der Regel vorzugsweise an der Phasenschnittstelle zwischen Ferrit und Zementit, da die Kohlenstoffatomkonzentration an der Phasenschnittstelle ungleichmäßig ist,Und die Energie ist hoch und die Atomanordnung ist unregelmäßig., die leicht die Bedingungen der Konzentrationsschwankung, Energie- und Strukturschwankung für die Nukleation erfüllt.Die Grenzen von Perlit-Domänen und Ferrit-Mosaikblöcken können auch Nukleationsorte sein.
Wachstum von Austenitkernen: Nach Aufheizung in die Austenitphasenregion beschleunigt sich die Diffusionsgeschwindigkeit der Kohlenstoffatome bei hoher Temperatur, und Eisenatome und Legieratome können ebenfalls vollständig diffundieren.Austenitkerne wachsen durch die Diffusion von Kohlenstoffatomen weiter zu Ferrit und Zementit.
Auflösung von Restzementit: Da Ferrit in Zusammensetzung und Struktur näher am Austenit liegt, verschwindet Ferrit zuerst während des Wachstums von Austenitkerne,Während sich der Restzementit mit der Verlängerung der Aufbewahrungszeit weiter auflöst, bis alles verschwindet..
Homogenisierung der Austenitzusammensetzung: Nachdem sich der gesamte Zementit gelöst hat, ist die Kohlenstoffkonzentration im Austenit nicht gleichmäßig, und der Kohlenstoffgehalt in der ursprünglichen Zementite ist höher.Es ist notwendig, langfristig zu halten oder weiter zu erhitzen, damit sich die Kohlenstoffatome vollständig diffundieren können., um austenit mit gleichmäßiger Zusammensetzung zu erhalten.
Austenitierung von Hypoeutectoid Stahl und Hypereutectoid Stahl
mit einer Breite von mehr als 600 mm: Zusätzlich zum oben erwähnten Grundverfahren zur Austenitbildung von eutectoidem Stahl, bei Erhitzung über die Temperatur von ac1Der proeutectoide Ferrit muss sich allmählich auflösen, bis er über die Ac3-Temperatur erhitzt wird, um vollständig in Austenit umgewandelt zu werden..
mit einer Breite von nicht mehr als 600 mm: Bei Erhitzung über die Temperatur von ac1 muss sich der proeutectoide Zementit (Sekundärzementit) allmählich auflösen.und nur bei Erwärmung über Accm (Oberkritischer Punkt des hypereutectoiden Stahls) kann sich der gesamte Zementit auflösen und eine einzige Austenitstruktur erhalten werden.
Faktoren, die die Austenisierung beeinflussen
Heiztemperatur und -zeit: Je höher die Erhitzungstemperatur, desto schneller die Atommediffusionsgeschwindigkeit, desto schneller die Austenitierungsgeschwindigkeit und desto kürzer die Zeit, die für die Bildung erforderlich ist.je länger die Aufbewahrungszeit, desto gleichmäßiger ist die Austenitzusammensetzung, aber zu lange Aufbewahrungszeiten führen zum Kornwachstum.
Erwärmungsrate: Je schneller die Erwärmungsgeschwindigkeit, desto kürzer die Inkubationszeit, desto höher die Temperatur, bei der sich der Austenit verwandelt und verwandelt.und je kürzer die Zeit für die UmwandlungBei schneller Erwärmung ist die Zunahme der Kernbildung von Austenit größer als die Wachstumsrate, so daß feine Austenitkörner gewonnen werden können.
mit einer Breite von nicht mehr als 20 mm: Elemente wie Kobalt und Nickel beschleunigen den Austenitisationsprozess; Elemente wie Chrom, Molybdän und Vanadium verlangsamen den Austenitisationsprozess; Elemente wie Silizium,Aluminium und Mangan haben grundsätzlich keinen Einfluss auf den AustenitisierungsprozessDa die Diffusionsgeschwindigkeit von Legierungselementen viel langsamer ist als die von Kohlenstoff, ist die Wärmebehandlungstemperatur von Legierungsstahl in der Regel höher und die Haltezeit länger.
Ursprüngliche Struktur: Wenn der Zementit in der ursprünglichen Struktur lamellär ist, ist die Austenitbildung schneller als bei granularem Zementit.je mehr Phasenschnittstellen, je höher die Nukleationsrate und desto schneller die Transformationsrate; der granulare Perlit hat im Spheroidisierungsbrennzustand nur wenige Phasenschnittstellen,Die Austenitisationsrate ist also die langsamste.
Praktische Anwendung der Austenitisation
Wärmebehandlung: Die Austenitierung ist ein wichtiger Schritt bei der Wärmebehandlung von Stahl.) wird austenit in verschiedene Strukturen umwandeln.So kann beispielsweise durch das Abkühlen von Stahl nach Austenitierung eine Martensitstruktur erhalten und die Härte und Festigkeit des Stahls verbessert werden.Durch eine normalisierte Behandlung können die Körner verfeinert und die Bearbeitungsfähigkeit des Stahls verbessert werden, usw.
Druckbearbeitung: Stahlbarren, Stahlbilletten und Stahlprodukte werden zur Austenitisierung in der Regel auf über 1100°C erhitzt.der für die Verarbeitung von Kunststoffen wie Schmieden und Walzen geeignet ist, um Teile oder Fertigprodukte verschiedener Formen herzustellen.