Nombre en inglés: austinita; el nombre proviene de: William Chandler Roberts-Austen, un metalúrgico británico
Código de letras: A, γ.
Definición: solución sólida formada por carbono y diversos elementos químicos en γ-Fe.
Características:
- El límite de grano es un polígono relativamente recto y regular;
- La austenita residual del acero endurecido se distribuye en el espacio entre las agujas martensíticas.
1. Estructura cristalina
La austenita (γ-Fe) tiene una estructura cúbica centrada en las caras con un vacío máximo de 0,51 × 10 -8 cm, ligeramente más pequeño que el radio del átomo de carbono, por lo tanto su capacidad de disolución de carbono es mayor que la de α-Fe.
A 1148 ℃, el contenido máximo de carbono disuelto de γ-Fe es del 2,11%.
A medida que disminuye la temperatura, la capacidad de carbono disuelto disminuye gradualmente.
A 727 ℃, el contenido de carbono disuelto es del 0,77%.
Estructura cúbica centrada en las caras.
2. Propiedades de la austenita
Propiedades mecánicas
(1) Bajo límite elástico y dureza.
(2) Alta plasticidad y tenacidad
(3) Alta resistencia térmica
propiedad fisica
(1) Pequeño volumen específico, rendimiento físico
(2) Mala conductividad térmica
(3) Coeficiente de expansión lineal grande
(4) Paramagnetismo
(a) Paramagnetismo; (b) Ferromagnetismo
Disposición espontánea de momentos magnéticos atómicos en una pequeña región.
Rendimiento de la aplicación
(1) Rendimiento de la aplicación de formación de deformaciones
(2) Resistencia a la corrosión del acero inoxidable austenítico
(3) Elemento sensible del instrumento de expansión
3. Formación de austenita
Condiciones termodinámicas para la Formación Austenita: hay subenfriamiento o sobrecalentamiento T.
nucleación de austenita
La nucleación de austenita es una transformación de fase de tipo difusión.
La nucleación se puede formar en la interfaz entre ferrita y cementita, perlita y austenita.
Estas interfaces son fáciles de satisfacer las tres condiciones de fluctuación de energía, estructura y concentración de nucleación.
Crecimiento del núcleo de cristal de austenita.
Cuando se calienta en la región de la fase austenita a alta temperatura, los átomos de carbono se difunden rápidamente, los átomos de hierro y los átomos de sustitución pueden difundirse por completo, se puede realizar tanto la difusión de la interfaz como la protección del cuerpo.
Por tanto, la formación de austenita es una transformación de fase de tipo difusión.
Disolver carburo pelado
Después de que la ferrita desaparece, cuando la ferrita se mantiene o se calienta a la temperatura t1, la cementita residual se disuelve continuamente en la austenita a medida que el carbono continúa difundiéndose en la austenita.
Homogeneización de la composición de austenita.
Cuando la cementita acaba de separarse completamente en austenita, la concentración de carbono en la austenita aún es desigual.
Sólo después de un largo tiempo de conservación del calor o calentamiento continuo, y los átomos de carbono continúan difundiéndose por completo, se puede obtener austenita con una composición uniforme.
Nota: Existen algunas diferencias en el proceso de nucleación de austenita de varios aceros.
Además del proceso básico de formación de austenita, también existe la disolución de la fase preeutectoide y la disolución del carburo de aleación en el proceso de austenitización del acero hipoeutectoide, acero hipereutectoide y acero aleado.
4. Visualización original del límite del grano de austenita
El tamaño del grano de austenita original tiene una gran influencia en las propiedades mecánicas y tecnológicas de los materiales metálicos.
Formulación de reactivos
50 ml de agua destilada, 2-3 g de ácido pícrico y 1-2 gotas de detergente.
Asuntos que necesitan atención
Calentar el reactivo preparado a aproximadamente 60°C y luego colocar la muestra para que se erosione durante 10 a 15 minutos.
En ese momento, la superficie de la muestra se volvió negra.
Retire y limpie la película negra en la superficie de la muestra con un algodón desengrasante hasta que se vuelva gris y se seque para su observación.
Si la corrosión es muy superficial, la corrosión puede continuar; Si la corrosión es muy profunda, púlela suavemente.
Nota: Para algunas muestras cuyos límites de grano de austenita originales son difíciles de mostrar, se requiere pulido por erosión, reerosión, repulido y repetición varias veces.
El tiempo de erosión y pulido es menor cada vez hasta que sea satisfactorio.
Límite de grano de austenita original en estado templado 40Cr
5. Factores que afectan la tasa de formación de austenita.
Temperatura de calentamiento
A medida que aumenta la temperatura de calentamiento, la velocidad de difusión de los átomos se acelera rápidamente, lo que lleva a un aumento en la velocidad de austenitización y un acortamiento del tiempo de formación.
Velocidad de calentamiento
Cuanto más rápida sea la velocidad de calentamiento, más corto será el período de incubación. Esto también da como resultado un aumento en la temperatura a la que la austenita comienza a transformarse y la temperatura a la que termina la transformación. Además, reduce el tiempo necesario para completar la transformación.
elemento de aleación
El cobalto y el níquel tienen el efecto de acelerar el proceso de austenitización, mientras que el cromo, el molibdeno y el vanadio tienen el efecto de ralentizarlo. Por otro lado, el silicio, el aluminio y el manganeso no tienen ningún efecto sobre el proceso de bainización de los elementos de aleación de austenita.
Vale la pena señalar que la velocidad de difusión de los elementos de aleación es mucho más lenta en comparación con la del carbono. Como resultado, la temperatura de calentamiento para el tratamiento térmico de acero aleado es generalmente mayor y el tiempo de retención es mayor.
tela original
Cuando la cementita en la estructura original está en forma de escamas, la velocidad de formación de austenita es más rápida. Además, cuanto menor sea el espacio entre las partículas de cementita, mayor será la velocidad de transformación.
El grano de austenita original también tiene un gradiente de concentración de carbono mayor, lo que resulta en una tasa de crecimiento del grano más rápida.
Además, la perlita granular recocida y esferoidizada tiene menos interfaces de fase, lo que hace que el proceso de austenitización sea el más rápido de todos.
6. Factores que afectan el crecimiento de los granos de austenita.
Composición química
① Dentro de un cierto rango de contenido de carbono, un aumento del contenido de carbono en la austenita conduce a un aumento en la tendencia al crecimiento del grano. Sin embargo, si el contenido de carbono excede un cierto nivel, el crecimiento de los granos de austenita se verá afectado.
② Agregar elementos como titanio, vanadio, niobio, circonio y aluminio al acero puede dar como resultado la producción de acero de grano fino. Esto se debe a que los carburos, óxidos y nitruros se dispersan a lo largo de los límites de los granos, lo que puede inhibir el crecimiento del grano. Por otro lado, el manganeso y el fósforo tienen el efecto de favorecer el crecimiento de los cereales.
③ Los elementos que forman carburos fuertes, cuando se dispersan en austenita, pueden dificultar el crecimiento de los granos de austenita. Por otro lado, los elementos que no forman carburos, como el silicio y el nitrógeno, tienen poco efecto sobre el crecimiento de los granos de austenita.
Temperatura de calentamiento
El crecimiento del grano de austenita está estrechamente relacionado con la difusión atómica en el sistema de temperatura de calentamiento. Como resultado, cuanto más alta es la temperatura o más tiempo pasa a una temperatura específica, más grueso se vuelve el grano de austenita.
Velocidad de calentamiento
Cuanto más rápida sea la velocidad de calentamiento, mayor será el sobrecalentamiento y mayor será la temperatura real de formación de austenita. Esto da como resultado un aumento en la tasa de nucleación, que es mayor que la tasa de crecimiento y hace que el grano de austenita sea más fino.
En el proceso de fabricación, a menudo se emplea el calentamiento rápido y la conservación del calor a corto plazo para obtener estructuras de grano ultrafinas.
Organización original
Por regla general, cuanto más fina es la estructura original del acero, mayor es la dispersión de los carburos, lo que conduce a una estructura de grano más fina de la austenita.
