Curba de transformare anizotermică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Curbele de transformare anizotermale , numite și curbe CCT ( Continuous Cooling Transformation ), sunt curbe deduse experimental care indică începutul, sfârșitul și uneori și avansarea procentuală a tranzițiilor de fază care apar într-un oțel cu compoziție specifică supus unui proces de răcire constant ( de exemplu 50 ° C / s), după o perioadă de întreținere peste punctele sale critice (adică după ce a avut loc austenitizarea ). [1] [2] [3]

Curbele CCT își găsesc aplicația în domeniul industrial, în special pentru a defini tratamentul termic care trebuie efectuat pe un produs: pe baza ratei de răcire este de fapt posibil să se prevadă din diagramă care va fi microstructura oțelului la temperatura camerei . [1] De asemenea, sunt utilizate mai frecvent decât curbele TTT ( curbe de transformare izotermă), deoarece este mai practic și mai puțin costisitor să răcească materialul continuu, mai degrabă decât să atingă rapid și să mențină o anumită temperatură pentru perioade lungi de timp. [4] [5]

În plus față de curbele de transformare, diagramele CCT raportează, de asemenea, unul sau două puncte critice de echilibru (determinate în mod unic doar de compoziția oțelului) și un pachet de curbe care corespund unor legi de răcire, adesea însoțite de informații precum rata de răcire , procentul de volum transformat la fiecare intersecție cu o curbă de transformare finală, procentul în volum de austenită reziduală la temperatura camerei și duritatea atinsă de oțel la sfârșitul procesului. [6]

Exemple de curbe CCT

Diagramele CCT depind de compoziția precisă a oțelului care se răcește (în special dacă este hipoeutectoid , eutectoid sau hipereutectoid ), deoarece microstructurile obținute și temperatura la care trebuie început procesul se schimbă, pe lângă timpul de transformare caracteristic rezumat în se curbează singuri.

Oțeluri eutectoide

Figura 1 - Diagrama CCT calitativă pentru un oțel eutectoid

Pentru un oțel eutectoid, diagrama este similară cu cea din figura 1: observăm mai întâi că temperatura de la care începe răcirea este mai mare decât temperatura critică A 1 , adică temperatura la care un oțel eutectoid austenitic este instabil și începe să se transforme în alte faze și constituenți microstructurali (temperatura A 1 corespunde exact 727 ° C).
Considerăm inițial curba de răcire (4): când traversează curba P s ( Perlit Start ), începe transformarea de la austenită la perlit, [7] [8] care se finalizează la intersecția cu curba P f ( Perlit Finish ), dincolo de care elementele constitutive nu se schimbă chiar dacă răcirea continuă. Cu curba (1), pe de altă parte, răcirea are loc mult mai repede și nu se mai obține perlit, ci martensita : [8] aceasta din urmă începe să se formeze atunci când curba interceptează segmentul M s ( Martensite Start ) și ajunge să ocupe 100 % din volumul oțelului în corespondență cu segmentul M f ( finisaj martensit ). În diagramele mai precise, segmentul M f nu este foarte des indicat, dar este înlocuit cu o abreviere care arată procentul de martensită format la o anumită temperatură (de exemplu M 90 , cu referire la un progres de transformare egal cu 90%): acest lucru se datorează faptului că impuritățile oțelurilor (întotdeauna prezente în practică) scad temperaturile caracteristice ale diagramei, aducând temperatura de 100% martensită sub temperatura ambiantă, la care se termină de obicei răcirea. [9]
Curbele (2) și (3), [7] [8] , în final, reprezintă răcirea care are loc respectiv la viteza critică superioară și inferioară : prima este viteza minimă la care se obține numai martensita, a doua este viteza maximă la care se poate obține numai perlit.

Oțeluri hipoeutectoidiene

Figura 2 - Diagrama CCT pentru un oțel hipoeutectoid

Figura 2 arată în schimb diagrama CCT calitativă a unui oțel hipoeutectoid. Comparativ cu diagrama din Figura 1, există trei diferențe principale: există două temperaturi critice (A 1 și A 3 ), care indică respectiv transformările de echilibru de la austenită la ferită α și de la austenită la perlit (în acest caz temperatura A 3 nu este stabilit în mod unic ca temperatura A 1 , dar depinde de compoziția precisă); există o zonă de transformare de la austenită la ferită α, care în timp o precedă pe cea a perlitului; există o altă zonă de transformare, cea a bainitei . [10]
Dacă luăm în considerare o curbă de răcire de tip C, mai întâi o parte a austenitei se transformă în ferită α (zona albastră), apoi austenita reziduală devine perlită (zona verde), obținând la sfârșitul procesului ferită și perlită. [2] Cu curba B, în mod similar, se obțin ferita α, bainita și martensita. [2] Cu curba A, în final, se obțin bainita și martensita [2] (tot în acest caz sunt valabile considerațiile făcute anterior pe segmentul M f ).

Oțeluri hipereutectoide

Pentru oțelurile hipereutectoide, diagrama este foarte similară celei anterioare, dar există două diferențe substanțiale: cealaltă temperatură critică în plus față de A 1 nu este A 3 , ci A cm (temperatura de echilibru la care austenita se transformă în cementită secundară ) și zona albastră ar reprezenta transformarea austenitei în cementită secundară și nu perlită. [11] Cu toate acestea, citirea curbelor CCT este similară cu cazurile anterioare.

Aplicații practice

Unele tratamente termice deosebit de frecvente în domeniul metalurgic se bazează pe diagrame CCT: recoacere completă și recoacere globulară / coalescentă , normalizare , întărire martensitică . În toate aceste procese temperatura de pornire este mai mare decât cea critică: pentru oțelurile hipoeutectoide, de obicei, trece la 50 ° C peste A 3 , în timp ce pentru oțelurile hipereutectoidice începe de obicei de la temperaturi ușor mai mici (aproximativ A cm ), [12] deoarece unul ar trebui să funcționeze la A cm +50 ° C, după cum se poate observa prin respectarea diagramei fier-carbon , temperatura ar fi periculoasă de cea de topire parțială a austenitei. [13]
Primele trei tratamente menționate au scopul de a face materialul mai funcțional și mai ductil , în timp ce întărirea martensitică duce la formarea unei microstructuri deosebit de dure și fragile , prin urmare este adesea urmată de tratamente suplimentare, cum ar fi călirea .

Notă

  1. ^ a b Marco Boniardi și Andrea Casaroli, Metalurgia oțelurilor - prima parte , Lucefin, 2017, p. 147.
  2. ^ a b c d Marco Boniardi și Andrea Casaroli, Metalurgia oțelurilor - prima parte , Lucefin, 2017, p. 152.
  3. ^ (EN) Flake C. Campbell, Elements of Metal and Engineering Alloys , ASM International, 2008, p. 182 .
  4. ^ Walter Nicodemi , Metalurgie. Principii generale , Zanichelli, 2000, p. 136, ISBN 8808089991 ,OCLC 848698477 .
  5. ^ (EN) Flake C. Campbell, Elements of Metal and Engineering Alloys , ASM International, 2008, p. 180 .
  6. ^ Marco Boniardi și Andrea Casaroli, Metalurgia oțelurilor - prima parte , Lucefin, 2017, pp. 154-163.
  7. ^ a b ( EN ) Donald R. Askeland, Pradeep P. Fulay și Wendelin J. Wright, Știința și ingineria materialelor , ediția a VI-a, Cengage Learning, 2011, pp. 507 -508, ISBN 978-0-495-29602-7 ,OCLC 780874390 .
  8. ^ a b c Marco Boniardi și Andrea Casaroli, Metalurgia oțelurilor - prima parte , Lucefin, 2017, pp. 148-150.
  9. ^ Marco Boniardi și Andrea Casaroli, Metalurgia oțelurilor - prima parte , Lucefin, 2017, p. 158.
  10. ^ Marco Boniardi și Andrea Casaroli, Metalurgia oțelurilor - prima parte , Lucefin, 2017, p. 150.
  11. ^ Marco Boniardi și Andrea Casaroli, Metalurgia oțelurilor - prima parte , Lucefin, 2017, p. 157.
  12. ^ Marco Boniardi și Andrea Casaroli, Metalurgia oțelurilor - prima parte , Lucefin, 2017, pp. 194-202.
  13. ^ Marco Boniardi și Andrea Casaroli, Metalurgia oțelurilor - prima parte , Lucefin, 2017, p. 196.

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Anisotherm_transformation_Curve&oldid=118627973 ”