fazne promene kod celika

Download Fazne Promene Kod Celika

Post on 31-Oct-2015

131 views

Category:

Documents

3 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 1

    Termika obrada metala- Predavanje -

    FAZNE PROMENE U VRSTOM STANJU KOD ELIKA

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 2

    Podeutektoidni, eutektoidni i nadeutektoidni elici

    Eutektoidni (0.77 % C) perlit (ferit + cementit)

    Podeutektoidni (< 0.77 %C) perlit + ferit

    Nadeutektoidni (> 0.77 %C) perlit + cementit

    Ferit je mek, a cementite je tvrd

    Tvrdoa i vrstoa rastu sapoveanjem %C

    Austenit

    Pearlit

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 3

    2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license.

    Promena mikrostrukture za podeutektoidni i nadeutektoidni elik pri hlaenju

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 4

    Hlaenje austenita

    Eutektoidna transformacija: + Fe3C (perlit), 0.77 % C Brzina hlaenja utie na dobijanje razliitih faza i mikrostruktura

    Stabilne faze: perlit, bejnit, Nestabilne faze: martenzit

    Austenit

    Perlit

    Sporohlaenje

    Brzohlaenje

    Srednjebrzohlaenje

    Ponovnozagrevanje

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 5

    Izmena veliine zrna pri zagrevanju i hlaenju

    Fazne promene kod elika nastaju zahvaljujui polimorfiji gvodja i opadanju rastvorljivosti ugljenika u gvodju sa padom temperature.

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 6

    Zavisnost brzine preobraaja od stepena pothlaivanja i brzine difuzije

    Na brzinu promene utiu istovremeno dva faktora: stepen pothladjivanja i brzina difuzije. Ispod AC1temperature austenit je nestabilna faza, pa se menja u perlit jer je slobodna energija austenita vea nego perlita. to je vei stepen pothladjivanja (T) raste razlika slobodnih energija, pa se bre odvija transformacija austenita u perlit. Ali, sa porastom T, tj. sniavanjem reakcione temperature smanjuje se brzina difuzije, to usporava kako brzinu nukleacije tako i brzinu rasta. Kao rezultat ova dva protivurena uticaja, brzina promene austenita u poetku raste sa poveanjem stepena pothladjivanja (T), dostie maksimum na oko 550C i najzad opada dostiui gotovo nultu vrednost na oko 200C za eutektoidni elik. Ispod ove temperature nastaju bezdifuzione promene.

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 7

    Promena pothladjenog austenita

    Koncentracija C

    T

    e

    m

    p

    e

    r

    a

    t

    u

    r

    a

    G

    S

    EIzluivanjeproeutektoidnogperlita

    Izluivanjeproeutektoidnogcementita

    D

    i

    f

    u

    z

    i

    o

    n

    a

    p

    r

    o

    m

    e

    n

    a

    B

    e

    z

    d

    i

    f

    u

    z

    i

    o

    n

    a

    D

    i

    f

    u

    z

    i

    j

    a

    i

    n

    t

    e

    r

    s

    t

    i

    c

    .

    a

    t

    o

    m

    a

    D

    i

    f

    u

    z

    i

    j

    a

    s

    u

    p

    s

    t

    i

    t

    u

    c

    .

    a

    t

    o

    m

    a

    Perlitna promena

    Bejnitna promena

    Martenzitna promena

    + + Fe3C

    Oblasti glavnih promena pothladjenog austenita

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 8

    Koncentracija C, %

    T

    e

    m

    p

    e

    r

    a

    t

    u

    r

    a

    ,

    C

    G

    A

    B

    S

    E'

    FD

    C

    E

    727C

    675C

    0.65% 0.77% 1.0%

    Obrazovanje proeutektoidnih faza

    Oblast stabilne i metastabilne ravnotee u sistemu Fe C

    Austenit

    Mreasteproeutektoidnefaze (ferita ilicementita)

    Mreaste proeutektoidne faze na granicama austenitnih zrna

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 9

    Vidmantetenove ploice (iverice)proeutektoidne faze

    Austenit

    perlit727C

    Pojava Vidmantetenovih ploica (iverica) proeutektoidne faze

    G

    S

    E

    727C

    Koncentracija C, %0.022 0.77 2.11

    T

    e

    m

    p

    e

    r

    a

    t

    u

    r

    a

    ,

    C

    Poliedarskazrna ferita

    Mreasteproeutektoidne

    faze

    Vidmantetenove ploice (iglice)

    Oblasti pojave proeutektoidnog feritai sekundarnog cementita razliite morfologije

    Vidmantetenova struktura: struktura igliastog ferita sa vrhovima iglica usmerenim prema sreditu perlitnih zrna.

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 10

    Perlitna promena

    Koncentracija C

    T

    e

    m

    p

    e

    r

    a

    t

    u

    r

    a

    G

    S

    E

    Perlitna promena

    + + Fe3C

    Austenit

    ~550C - vrlo fini perlit ili TRUSTIT

    ~600C - fini perlit ili SORBIT

    ~700C - grubi perlit

    T tek ispod TE

    T neto ispod TE

    T znatno ispod TE

    perlitnekolonije

    .

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 11

    Shema transformacije austenita u perlit kod eutektoidnog elika

    Perlit = 88% ferita + 12% Fe3C

    perlitpravacrasta

    Austenit ( ) granicazrna

    cementit (Fe 3C)ferit ()

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 12

    Grubo lamelarni perlit Sorbit Trustit

    Sorbit: dvofazna struktura koju ine tanke gusto sloene feritne i cementitne estice dobijene pri izotermikom hladjenju elika na temperaturi ~ 650C.

    Trustit: dvofazna struktura finog perlita koju ine tanke lamele ferita i cementita dobijene pothladjivanjem i izotermikim zadravanjem elika na ~ 550C.

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 13

    - Manje T: kolonije suvee

    - Vee T: kolonije sumanje

    Ttransf. tek ispod TE-- Vee T: difuzija je bra-- Perlit je grublji.

    Dva sluaja: Ttransf. znatno ispod TE

    -- Manje T: difuzija je sporija-- Perlit je finiji.

    Morfologija perlita

    - -

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 14

    Bejnitna promena

    Koncentracija C

    T

    e

    m

    p

    e

    r

    a

    t

    u

    r

    a

    G

    S

    E

    Bejnitna promena

    + + Fe3C

    Austenit

    Gornji bejnit~550C

    ~ MsDonji bejnit~350C

    100

    50

    0

    Poetaktransformacije

    Vremeinkubacije

    Koliinanetransformisanogaustenita

    VremeK

    o

    l

    i

    i

    n

    a

    b

    e

    j

    n

    i

    t

    a

    ,

    %

    Oblast i kinetika kriva bejnitne transformacije

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 15

    Shema pojave gornjeg bejnita

    Shema pojave donjeg bejnita

    Bejnit: smea presienog - ferita i sitnih cementitnih (karbidnih) estica razmetenih u bejnitnom feritu.

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 16

    Gornji bejnit ( 600) Donji bejnit ( 400)

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 17

    Martenzitna promena

    Koncentracija C

    T

    e

    m

    p

    e

    r

    a

    t

    u

    r

    a

    G

    S

    E

    Martenzitna promena

    + + Fe3C

    Ms

    Mf

    AustenitAtom C

    Atomi Fe

    a = b = 0.2845 nmc = 0.297 nm

    0

    20

    40

    60

    80

    100 0

    20

    40

    80

    60

    1001000 200-100-200

    Mf

    Ms

    Temperatura, C

    K

    o

    l

    i

    i

    n

    a

    a

    u

    s

    t

    e

    n

    i

    t

    a

    ,

    %

    K

    o

    l

    i

    i

    n

    a

    m

    a

    r

    t

    e

    n

    z

    i

    t

    a

    ,

    %

    Ms - Martensite startMf - Martensite finish

    Martenzitna tetragonalna reetka

    Kinetika kriva promene austenita u martenzit

    Oblast martenzitne transformacije

    Martenzit: presieni intersticijski vrsti rastvor ugljenika u prostorno centriranoj tetragonalnoj reetki gvodja.

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 18

    Martenzitna transformacija

    Tipovi martenzita za obian ugljenini elik:

    Trakasti martenzit Ploasti martenzit

    Martenzitna transformacija predstavlja bezdifuzioni proces! Martenzitna transformacija nastaje na temperaturi Ms a zavrava se na temperaturi Mf.

    Trakastimartenzit

    Ploasti martenzit

    Procenat ugljenika

    Meani

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 19

    Uloga ugljenika u martenzitnoj kristalnoj strukturi

    Uticaj sadraja ugljenika na veliinu parametra reetke a i c.

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 20

    Ms

    Mf

    0.2 0.6 1.0 1.4 1.8

    0

    200

    400

    600

    -200

    Sadraj C, maseni %

    T

    e

    m

    p

    e

    r

    a

    t

    u

    r

    a

    ,

    C

    Shematski prikaz strukture zakaljenog elika (a) i mikrostruktura martenzita (b)a) b)

    Zavisnost temperatura Ms i Mf od sadraja ugljenika rastvorenog u austenitu

    Uticaj legirajuih elemenata na Ms i Mf

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 21

    Ploasti martenzit in visoko-ugljeninog elika ( 400)

    Trakasti martenzit kodnisko-ugljeninogelika ( 80)

  • Termika obrada metala - Dr Dragan Adamovic 22

    Transformacioni dijagrami

    Izotermiki dijagrami (IRA ili S-krive ili TTT dijagrami)Anizotermiki dijagrami (ARA ili KH dijagrami)

    Dijagrami izotermikog raspada austenita (IRA)

    Austenizacija

    Vreme (log)

    MM

    PB

    P+MB+M

    A1T

    e

    m

    p

    e

    r

    a

    t

    u

    r

    a

    Prikaz termike obrade uzoraka za ko