Forum www.stalnierdzewna.com

Witam. czy może mi pan po krótce opisać bainit i martenzyt a także ichj przemiany. Prosze również przedstawić zasadę budowy wykresu CTPi

Nie wiem czy mi wolno odpowiadać, ale spróbuję. Dość obszerne pytanie. Mam nadzieję, że rozwieję wątpliwości. Proszę pytać w razie niejasności.

Wykres CTPi- to wykres przebiegu przemiany austenitu w warunkach izotermicznych- inaczej, przebieg rozpadu przechłodzonego austenitu w stałej temperaturze.
Wykres CTPi dla stali podeutektoidalnej(%C< 0.77) > http://keypi.republika.pl/prace/nom/gfx/image89.gif
Składa się z zawsze z dwóch prostych: Ac1- temperatura przemiany eutektoidalnej(przemiany austenitu w perlit) oraz Ms- początek przemiany martenzytycznej (Martenzyt start) która zależy od zawartości węgla oraz czasem linii Mf(Martenzyt finish). Krzywe na wykresie tworzące często kształt litery C to linie początku(lewa) i końca(prawa) rozkładu austenitu. Przemianę austenitu w perlit poprzedza wydzielanie się z przechłodzonego austenitu ferrytu(dla stali podeutektoidalnych) lub cementytu(dla stali nadeutektoidalnych). Czas jest podany w skali logarytmicznej

Wykres CTP służy nam do ustalenia parametrów obróbki cieplnej stopów żelaza w warunkach izotermicznych.
Zawsze zaczynamy w punkcie powyżej Ac1, a zazwyczaj Ac3 (100% austenitu) na osii rzędnych ponad wykresem. Dla uzyskania struktury bainitycznej (np. dolnego) chłodzimy próbkę z nagrzanej temperatury do temperatury np. 180C na tyle szybko by wciąż być w zakresie austenitu i następnie wytrzymujemy próbkę w tej temperaturze do czasu zajścia przemiany do końca. Po przekroczeniu prawej krzywej C następuję ochłodzenie próbki do temperatury otoczenia. Analogicznie z przemianą perlityczną.
Aby uzyskać przemianę martenzytyczną należy ochłodzić próbkę z temperatury nagrzania,wygrzewania do temperatury poniżej Ms tak aby nie przekroczyć przemian dyfuzyjnych(w perlit,bainit). Praktycznym terminem jest krytyczna prędkość chłodzenia- to prędkość poniżej której zajdą przemiany dyfuzyjne, a powyżej której nastąpi przemiana martenzytyczna.

Bainit to mieszanina częściowo przesyconego ferrytu i bardzo drobnego cementytu (lub węglików jeśli stal stopowa). Przemiana ma charakter pośredni- dyfuzyjny, bo następuję dyfuzja atomów węgla i bezdyfuzyjny, bo następuję częściowe ścięcie struktury krystalograficznej i zaczyna się poniżej temperatury najmniejszej trwałości austenitu(punkt przegięcia krzywej C) i powyżej Ms. Wyróżniamy bainit górny(powyżej temp ~300C do ok, 550C) twardośc ok. 40 HRC i dolny(pomiędzy 300C a Ms) o twardości ok 55 HRC.
Przebieg przemiany: http://img16.imageshack.us/img16/7068/p ... bainit.gif
Wygląda podobnie do martenzytu- igły ferrytu białe(niewytrawione) na tle cementytu lub Fe2.4C

Martenzyt- to przesycony roztwór stały węgla w żelazie a(alfa), który jest produktem przemiany bezdyfuzyjnej. Ma dużą twardość 60+ HRC przez co małą ciągliwość. Twardpść martenzytu rośnie z zawartością węgla w stali.
Czas w tej przemianie nie odgrywa żadnej roli, ponieważ szybkość chłodzenia jest tak duża, że następuję blokada dyfuzji węgla. Przebiega ona natychmiast po ochłodzeniu poniżej Ms z prędkości 10^7 s. I kończy się po przekroczeniu Mf- która spada z zawartością węgla. Dla średniowęglowych i wysokowęglowych stali jest poniżej zera, dlatego pozostaje nam pewna zawartość austenitu nieprzemienionego(szczątkowego). Można przeprowadzić obróbkę podżerową(wymrażanie) w celu jego przemiany w martenzyt.
Należy pamiętać, że zawsze zostanie pewna ilość austenitu szczątkowego- związane jest to ze zmianą sieci krystalicznej, przybywające igły martenzytu o większej objętości właściwej naciskają na austenit, który nie może przez to się przemienić.
Zdjęcie: http://img812.imageshack.us/img812/1127/martenzyt.gif
Widoczne są charakterystyczne jasne niewytrawione igły martenzytu ułożone pod kątem 60 i 120 stopni w tle wytrawionego austenitu szczątkowego.

Witam

Bardzo dziękuję za odpowiedź. Bardzo cenimy sobie takowe. Dołożę tylko kilka niezbędnych informacji i temat zamknięty

Austenit oziębiony do temperatury poniżej 250 [°C] podlega przemianie. Poniżej poziomej linii oznaczonej przez Ms ulega on przemianie bezdyfuzyjnej nazywanej przemianą martenzytyczną lub atermiczną (do jej realizacji nie jest wymagane cieplne wzbudzenie atomów). Ponieważ przemiana jest bezdyfuzyjna; więc ogranicza się ona do zmiany struktury krystalicznej bez zmiany składu. Martenzyt jest więc roztworem węgla w żelazie o składzie austenitu, z którego powstaje.
Przemiana martenzytyczna nie ogranicza się do stali, występuje ona również w niektórych czystych metalach z odmianami alotropowymi, w stopach metali, materiałach ceramicznych oraz polimerach. Najczęściej i najdokładniej badano ją w stalach, ponieważ produkt przemiany nazywamy martenzytem charakteryzuje się zwykle bardzo dużą twardością a w wielu praktycznych zastosowaniach stali ta własność jest korzystna.
Martenzyt w stalach jest powstałym dzięki przemianie austenitu przesyconym roztworem węgla w żelazie  o strukturze krystalicznej tetragonalnej, przestrzennie centrowanej (jest to zdeformowana przez atomy węgla struktura krystaliczna w żelazie ).
Przemiana martenzytyczna rozpoczyna się w temperaturze Ms, której położenie, podobnie jak temperatury końca przemiany Mf, jest bardzo silnie zależne od składu stali. Zależność temperatur początku i końca przemiany martenzytycznej od zawartości węgla w przypadku stali węglowej
W stalach wyróżnia się zasadniczo dwa typy martenzytów:
• martenenzyt listwowy (masywny),
• martenzyt płytkowy (zbliźniaczony lub iglasty).
W martenzycie listwowym odkształcenie uzupełniające zachodzi jedynie w wyniku poślizgu, dlatego jego struktura odznacza się dużą gęstością dyslokacji.
W przypadku martenzyntu płytkowego odkształcenie nie zmieniające sieci prowadzi do powstania bardzo dużej liczby drobnych (o grubości ok. 5 [nm]) bliźniaków oraz również do zwiększenia gęstości dyslokacji. Typ tworzącego się martenzytu zależy bardzo mocno od zawartości węgla w stali.


Wielkość płytek martenzytu jest ograniczona wielkością ziarna austenitu, gdyż wzrost płytek martenzytu zachodzi dzięki migracji częściowo koherentnych granic międzyfazowych, a takie granice dla jakiejś płytki mogą istnieć tylko w obrębie jednego ziarna austenitu. W stalach są korzystne drobne płytki martenzytu ponieważ wyrób ze stali powinny mieć własności izotropowe i małe naprężenia własne. Należy zatem unikać obróbek cieplnych prowadzących do rozrostu ziarna austenitu przed przemianą martenzytyczną.
Zapobiegać pękaniu można przez zmniejszenie szybkości chłodzenia, np. przez chłodzenie w
oleju lub podgrzanym oleju zamiast w wodzie wymaga to jednak zastosowania stali o
większej hartowności, a zatem stali stopowych.
Dlatego podsumowując martenzyt jest to nic innego jak przesycony roztwór stały węgla w żelazie. Ma sieć tetragonalną o bardzo malej teatralności, która rośnie wraz z zawartością węgla. Twardość martenzytu również rośnie ze wzrostem zawartości węgla. Martenzyt listwowy cechuje się tym, że kryształy martenzytu mają kształt listew. Są one oddzielone granicami małego kąta i między listkami brak jest austenitu szczątkowego. Martenzyt płytkowy, który tworzy się jedynie w niektórych stopach żelaza, składa się zwykle z płytek mających kształt soczewek o różnych wielkościach oddzielonych nie przemienionym austenitem

Przemianę austenitu w bainit nazywamy przemianę bainityczną. Przemiana ta wykazuje pewne cechy przemian dyfuzyjnych oraz bezdyfuzyjnych - i z tego względu jest również nazywana przemianą pośrednią. Bainit jest mieszaniną przesyconego ferrytu i węglików. Ze względu na cechy morfologiczne wyróżnia się bainit górny i dolny. Bainit górny powstaje w zakresie temperatur 550 – 400 [°C]. Składa się on z listew ferrytu o szerokości ok 0.5 [m] między którymi znajduje się cementyt, a niekiedy również austenit wzbogacony w węgiel. Banit dolny powstaje w temperaturze poniżej 400 [°C].
Jego cechą charakterystyczną jest to, że wzrost cząstek węglików zachodzi we wnętrzu płytek ferrytu bainitycznego.