notizie sull'azienda Spiegazione completa delle strutture metallografiche comuni utilizzate nella produzione industriale di acciaio

一、Struttura di base della soluzione solida

1. austenite ((A [Feγ (C) ])

L'austenite è una soluzione solida formata dalla dissoluzione del carbonio e degli elementi di lega in γ-Fe.è una struttura stabile in cui il carbonio e vari elementi di lega sono sciolti insieme in γ -FeLa sua caratteristica notevole è l'eccellente plasticità, ma la sua durezza e il suo punto di resa sono relativamente bassi, con valori di durezza Brinell che variano tipicamente da 170 a 220HB.È la microstruttura con il più piccolo volume specifico tra gli acciaiIn condizioni di alta temperatura, l'austenite ha una forte capacità di sciogliere il carbonio. A 1147°C, la quantità di carbonio sciolto può raggiungere il 2,11%, e quando la temperatura scende a 727°C, il carbonio si dissolve in un liquido.la quantità di carbonio disciolto diminuisce a 0Sotto un microscopio metallografico, l'austenite presenta una forma poligonale regolare a causa del mantenimento della struttura reticolare cubica centrata di γ-Fe.Questa microstruttura conferisce all'acciaio eccellenti proprietà di lavorazione a freddoDurante i processi di lavorazione a caldo come la forgiatura e la laminazione, la presenza di austenite aiuta a deformare la plastica dell'acciaio.

2. ferrite ((F [Feα (C) ])

La ferrite è una soluzione solida formata dalla dissoluzione del carbonio e degli elementi di lega in α-Fe. Le sue prestazioni sono simili a quelle del ferro puro, con una durezza relativamente bassa,di un valore approssimativamente compreso tra 80 e 100HBQuando gli elementi di lega sono sciolti nella ferrite, possono efficacemente aumentare la resistenza e la durezza dell'acciaio.la solubilità del carbonio nella ferrite è solo 00,022%, e a temperatura ambiente è inferiore allo 0,008%.La ferrite mantiene la struttura a reticolo cubico centrato sul corpo di α-Fe e presenta caratteristiche metallografiche poliedriche tipiche dei metalli puri nelle strutture metallograficheLa presenza di ferrite conferisce all'acciaio una buona robustezza e formabilità a freddo ed è spesso utilizzato in componenti strutturali con elevati requisiti di plasticità.

二、Composti e strutture miste

1. Cementite ((Fe3C))

La cementite, un composto composto da ferro e carbonio, è anche conosciuta come carburo di ferro.Secondo il diagramma di bilanciamento ferro-carbonio, la cementita può essere classificata in tre tipi in base al suo percorso di precipitazione e alla sua morfologia: la cementita primaria cristallizza e precipita dal liquido lungo la linea CD,con una larghezza superiore a 20 mm,La cementita secondaria precipita lungo la linea ES da soluzioni γ-solide e spesso appare in forma reticolare bianca.e è anche per lo più una rete biancaLa cementite ha un magnetismo debole in ambienti a bassa temperatura. Il suo magnetismo scompare quando la temperatura supera i 217 ° C. Il suo punto di fusione è di circa 1600 ° C e il suo contenuto di carbonio è di 6.67%La durezza della cementita è estremamente elevata, superando di gran lunga 700HB, ma è estremamente fragile e non presenta quasi alcuna plasticità.la morfologia e la distribuzione della cementita hanno un impatto significativo sulla resistenza dell'acciaioPer esempio, la cementita granulare può migliorare la resistenza dell'acciaio mantenendo una certa resistenza.

2. Perlite ((P))

La perlita è una miscela meccanica di ferrite e cementite, prodotto della trasformazione eutectoide di acciaio al carbonio con un tenore di carbonio dello 0,77%.La sua microstruttura è una struttura lamellare con ferrite e cementite disposte alternativamenteLa dimensione dell'intervallo tra i fogli di perlite dipende dal grado di sotto raffreddamento durante la decomposizione dell'austenite.più piccolo è l'intervallo tra i fogli di perliteSulla base della differenza di spaziatura lamellare, può essere ulteriormente classificata in perlite, sorbite e troostite, ma essenzialmente sono tutte strutture di tipo perlite.La perlite lamellare grossolana è il prodotto della decomposizione dell'austenite nell'intervallo di alte temperature compresa tra 650 e 700 °C., con una durezza di circa 190-230 HB. Le lamiere Fe3C possono essere distinte utilizzando un microscopio metallografico generale (con ingrandimento inferiore a 500 volte).La sorbitite è il prodotto della decomposizione dell'austenite nell'intervallo di temperatura 600-650 °CPer distinguere i fogli di Fe3C è necessario un microscopio ad alta potenza (ingrandito 1000 volte).La troostenite è il prodotto della decomposizione dell'austenite ad alte temperature di 550-600 °C, con una durezza di circa 330-400 HB. I fogli Fe3C possono essere distinguuti solo attraverso un microscopio elettronico (ingrandito 10.000 volte).con una lunghezza massima non superiore a 30 mm,, la cementite può essere uniformemente distribuita in forma granulare sulla matrice di ferrite, formando perlite sferoidale, nota anche come perlite granulare.Questa microstruttura può migliorare efficacemente la lavorabilità e la robustezza dell'acciaio.

3.Martensite

La martensite è una soluzione solida supersaturata di carbonio in α-Fe. Quando l'acciaio viene sottoposto ad un trattamento austenitizzante ad alta temperatura e raffreddato ad una velocità estremamente rapida al di sotto del punto di martensite, il carbonio viene sottoposto a un processo di raffreddamento a temperatura elevata.a causa della struttura instabile di γ-Fe in ambienti a bassa temperaturaTuttavia, a causa del tasso di raffreddamento estremamente rapido, gli atomi di carbonio nell'acciaio non hanno tempo di diffondersi,mantenendo così la composizione austenitica della fase madre ad alte temperaturePertanto, la martensite è il prodotto di una trasformazione di fase non diffusa che si verifica quando l'acciaio viene rapidamente raffreddato al di sotto del punto di martensite dopo l'austenitizzazione.La martensite è in uno stato metastabile.A causa della sovrasaturazione del carbonio in α-Fe, il reticolo cubico di α-Fe al centro del corpo è distorto, formando un reticolo quadrato al centro del corpo.circa tra 640 e 760HB, ma lo rende anche molto fragile, con bassa resistenza agli urti, e la riduzione di area e allungamento sono quasi pari a zero.il volume specifico della martensite è maggiore di quello dell'austeniteQuando la martensite si forma nell'acciaio, essa genera una tensione di trasformazione di fase relativamente elevata.La martensite presenta strutture bianche simili a aghi in determinate angolazioni tra loro nella struttura metallograficaTuttavia, non tutte le strutture martensitiche sono dure e fragili.dopo trattamento di spegnimento e temperaturaQuesta struttura combina alta resistenza con buona robustezza ed è ampiamente utilizzata nella costruzione, nella produzione meccanica e in altri campi.

• Struttura metallografica speciale
  
  1.Bainite ((B))

La bainite è una miscela di ferrite supersaturata e cementite formata dalla trasformazione di fase dell'austenite sotto raffreddata nell'intervallo di temperatura media (circa 250-450 °C).La bainite può essere ulteriormente classificata in bainite superiore e bainite inferiore in base alla differenza nella sua temperatura di formazioneLa bainite superiore è una microstruttura formata vicino alla temperatura di formazione della perlite.La sua caratteristica è che i fogli α-Fe sono disposti in parallelo nella stessa direzione all'interno dei grani a partire dai confini dei graniNella struttura metallografica, appare a piuma e può essere simmetrica o asimmetrica.La resistenza della bainite superiore è inferiore a quella della perlite lamellare fine formata alla stessa temperaturaLa bainite inferiore è una struttura formata intorno ai 300°C e appare come strutture simili a un ago nero nelle strutture metallografiche.Sia la bainite superiore che quella inferiore sono essenzialmente combinazioni di ferrite e cementiteLa resistenza della bainite inferiore è simile a quella della martensite temperata alla stessa temperatura.e le sue prestazioni complessive sono superiori a quelle della bainite superiorePer alcune parti che richiedono una buona resistenza e robustezza, come le parti dell'albero in acciaio a carbonio medio.l'ottenimento di una struttura di bainite inferiore attraverso un trattamento termico appropriato può aumentare la durata di servizio delle parti.

2L'organizzazione di Wei.

La struttura di Widmanstatten si presenta solitamente nell'acciaio ipoutectoide.in aggiunta alla precipitazione di α-Fe massiccio ai confini dei grani originali di austenite, vi sarà anche piastra simile α -Fe crescere dai confini del grano verso l'interno dei grani.Questi fiocchi α-Fe hanno un certo rapporto di orientamento cristallino con l'austenite originale, presentandosi nei grani sotto forma di schegge che si trovano ad un certo angolo l'una rispetto all'altra o parallele l'una all'altra, che è comunemente indicata come la struttura di Widmanstatten dell'acciaio ipoutectoide.L'acciaio ipoutectoide surriscaldato è soggetto a sviluppare una struttura di Widmanstatten ad un tasso di raffreddamento relativamente rapidoQuando la struttura di Widmanstatten è severa, ciò comporterà una diminuzione significativa della resistenza all'urto e una riduzione della superficie dell'acciaio, rendendo l'acciaio fragile.mediante trattamento di ricottura completa, la struttura di Welmanstatten può essere eliminata e le proprietà dell'acciaio possono essere ripristinate.controllare la temperatura di riscaldamento e il tasso di raffreddamento è la chiave per evitare la formazione di strutture di Widmanstatten.

3. tessuto a fasce

La struttura a strisce è una caratteristica della microstruttura dell'acciaio strutturale a basse emissioni di carbonio dopo lavorazione a caldo.specificamente manifestato come una struttura a strisce in cui la ferrite e la perlite sono distribuite in strati paralleli alla direzione di lavorazioneQuesta microstruttura farà sì che le proprietà meccaniche dell'acciaio mostrino anisotropia.Esistono differenze nelle prestazioni dell'acciaio nella direzione parallela e perpendicolare alla direzione della bandaDurante il processo di laminazione dell'acciaio, controllando la temperatura di laminazione finale, si ottiene una riduzione della resistenza all'impatto e della superficie dell'acciaio.velocità di raffreddamento e ragionevole rapporto di rotolamento e altri parametri di processo, la formazione di strutture a fasce può essere ridotta o evitata.

4. fase δ

La fase δ è una piccola quantità di ferrite presente nell'acciaio inossidabile cromo-nickel, in particolare in quelli contenenti elementi come niobio e titanio.la fase δ svolge un ruolo importante. può prevenire efficacemente la formazione di crepe cristalline nelle saldature in acciaio inossidabile, ridurre la tendenza alla corrosione intergranulare e alla corrosione da sollecitazione,e allo stesso tempo aumentare la resistenza dell' acciaio inossidabileTuttavia, quando la quantità di δ ferrite supera un determinato limite (ad esempio, più dell'8%), aumenta la tendenza alla fossazione dell'acciaio inossidabile.la fase δ è propensa a trasformarsi nella fase σIn particolare, la struttura dell'acciaio inossidabile e il processo di trattamento termico sono stati studiati.è necessario controllare con precisione il contenuto della fase δ per bilanciarne gli effetti benefici e dannosi.

5. σ fase

La fase - σ è stata scoperta come fase di lega durante lo studio del fenomeno di fragilità delle leghe Fe-Cr.la fase σ è non magnetica e ha le caratteristiche di essere dura e fragileQuando la fase σ è presente nella lega, soprattutto quando è distribuita lungo i confini del grano, riduce significativamente la plasticità e la resistenza dell'acciaio.La fase σ richiede generalmente un ambiente ad alta temperatura di 550-900 °C per un tempo relativamente lungo per formarsi gradualmente, e il suo processo di formazione porterà al deterioramento delle prestazioni del materiale in uso.come la sua composizione (compreso il contenuto di elementi come il cromo e il nichel)In acciai inossidabili ad alto contenuto di cromo e nichel-cromo, più alto è il contenuto di cromo, più facile è formare la fase σ.Inoltre, la ferrite δ nell'acciaio austenitico è propensa a trasformarsi nella fase σ e il processo di deformazione a freddo favorisce anche la formazione della fase σ,causando lo spostamento verso il basso dell'intervallo di temperatura in cui si forma la fase σDurante la produzione e l'applicazione dell'acciaio inossidabile,è necessario monitorare da vicino la formazione della fase σ ed evitare i suoi effetti negativi sulle proprietà del materiale mediante un ragionevole controllo del processo.