Küsimus:
Terase eri faaside tihedused (austeniit, beiniit)
Muschkopp
2015-08-05 13:58:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Teras näib olevat väga keeruline materjal, seda eriti erinevate faaside ja mikrostruktuuride tõttu. Praegu huvitab mind eriliselt bainiidi moodustumine, mis juhtub siis, kui austeniitteras jahutatakse kiiresti (kuid mitte piisavalt kiiresti, et martensiidikihti juhtida).

Minu küsimus: kui suur on nende kahe mikrostruktuuri massitihedus (või väärtusvahemik või funktsioonid, mis kirjeldavad tihedusi seoses konkreetsete tingimustega)?

üks vastus:
wwarriner
2015-08-06 03:52:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Selles küsimuses toimub palju rohkem, kui esmapilgul paistab. Austeniidi tihedus on üsna otsene: see on ligikaudu aatomiga kaalutud summa asenduskomponentide näokesksetest kuupmeetritest, kuna mikrostruktuur koosneb ühest faasist. Teisisõnu, Fe, Mo, V jne. Interstitsiaalsed koostisosad, st C, N, lisavad massi, kuna need ei asenda Fe võre kohti, vaid sobivad nende vahele, suurendades massi ilma mahu suurenemiseta, suurendades seega tihedust. Austeniidis on lahuses maksimaalselt 2 massiprotsenti süsinikku 1130 dollari juures \: \ textrm {C} $, nagu on näidatud allpool toodud faasiskeemil. Puhta raua tihedus on 7870 dollarit \: \ textrm {kg} / \ textrm {m} ^ 3 $ (Google'ilt) ja tiheduse suurenemine on tõenäoliselt umbes 2% grafiidi tihedusest, 2250 dollarit \: \ textrm {kg} / \ textrm {m} ^ 3 $ (Google'ilt) või umbes $ 45 \: \ textrm {kg} / \ textrm {m} ^ 3 $, kokku umbes 7915 $ \: \ textrm {kg} / \ textrm {m} ^ 3 $ täielikult küllastunud austeniidi tiheduse jaoks toatemperatuuril. Pole selge, kuidas te sellist ebastabiilset materjali toodaksite, kuid me võime seda vähemalt teoreetiliselt hinnata. FCC võres on kergeid muutusi, mis on põhjustatud asendus- ja interstitsiaalsetest aatomitest, kuid ilma atomistiliste mudeliteta on neid muutusi keeruline ennustada. Need võidakse muidugi eksperimentaalselt kindlaks määrata.

Bainiidi puhul on kaks faasi: ferriit ja tsementiit. Ferriidifaas koosneb praktiliselt kõikidest kehakeskse kuupstruktuuri asendavatest mikrokomponentidest, seega võib selle tiheduse arvutada aatomiga kaalutud keskmise järgi. Samuti on tasakaalus lahuses tühine kogus süsinikku, suurendades tihedust nagu varem. Mikrostruktuuri tihedus on siis kahe faasi tiheduste mahu järgi kaalutud keskmine. Süsinikterasest, milles pole muid legeerivaid lisandeid, peaks ferriidi tihedus olema väga lähedane puhta raua tihedusele ehk umbes 7870 dollarit \: \ textrm {kg} / \ textrm {m} ^ 3 $ (Google'ilt) ja tsemetiidil on teoreetiline tihedus umbes 7640 dollarit \: \ textrm {kg} / \ textrm {m} ^ 3 $ ( allikas). Terase maksimaalne tsemendiidi kogus on umbes 32 mahuprotsenti faasiskeemil oleva sidumisjoone konstruktsioonist. Maksimaalne süsiniku kontsentratsioon terases on definitsiooni järgi ligi 2,14 massiprotsenti, tsemetiidil aga 6,67 massiprotsenti. Seega oleks mahu järgi kaalutud tihedus minimaalselt umbes 7795 dollarit \: \ textrm {kg} / \ textrm {m} ^ 3 $.

Neid numbreid saab temperatuuri jaoks korrigeerida, kasutades kuubikujulise laienemise koefitsiente mahu muutmiseks (eeldades lineaarsust). Neid võib kohandada ka, arvestades asendusliidete lisamise tihedust. Lõpuks hoiataksin, et austeniidi numbrid on teoreetilised, kuna tahke süsinikterasest, puhtana säilinud austeniiti peaks olema lahtiselt toota võimatu. Samuti hoiatan, et tuleb arvestada keerukamate nähtustega, nagu faasimuutused, difusioon, aga ka muud termodünaamilised ja kineetilised nähtused, mis reguleerivad seda, kuidas terasest mikrostruktuure ja -faase moodustavad ning mis kindlasti mõjutavad tihedusi.

FeC Phase Diagram



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...