مشخصات این فایل
عنوان: فازها وساختارهای بلوری
فرمت فایل: word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 88
این مقاله درمورد فازها وساختارهای بلوری می باشد.
بخشی از تیترها به همراه مختصری از توضیحات هر تیتر از مقاله فازها وساختارهای بلوری
نمودار تعادلی آهن – کربن
نمودار تعادلی آهن – کرب (Fe-C) راهنمایی است که به کمک آن می توان روشهای مختلف عملیات حرارتی را بررسی و مطالعه کرد. از آنجایی که بیشتر فولادها دارای عناصر آلیاژی دیگری بجز آهن و کربن اند و این عناصر موقعیت مرز بین نواحی فازی را نسبت به فولادهای کربنی ساده تغییر می دهند، نمودار تعادلی آهن- کربن باید فقط به عنوان یک راهنما استفاده شود. ساختارهای ناتعادلی حاصل از بعضی از روشهای عملیات حرارتی (به عنوان مثال سرد کردن فولادها در آب) باعث می شود که کاربرد نمودار تعادلی آهن – کربن در عملیات حرارتی محدودتر شود. فولادها آلیاژهای آهن-کربن و عناصر دیگر بوده که دارای کمتر از 2 درصد کربن (معمولاً یک و یا کمتر از آن) اند. بنابراین، قسمتی از نمودار که دارای کمتر از 2 درصد کربن است بیشترین اهمیت را در رابطه با عملیات حرارتی فولادها دارد. خط ممتد، تعادل بین فازهای مختلف آهن و سمنتیت (Fe3¬C) و خط منقطع، تعادل بین فازهای مختلف آهن و گرافیت یا کربن آزاد را مشخص می کند. گرافیت حالتی از کربن بوده که بسیار پایدارتر از سمنتیت است و در صورتی که به سمنتیت فرصت داده شود سرانجام به گرافیت تجزیه ...(ادامه دارد)
: آستنیت
آستنیت عبارت از محلول جامد بین نشینی کربن در آهن با شبکة بلوری مکعبی با وجوه مرکزدار (fcc) است. کربن با وارد شدن در شبکة بلوری آهن آستنیتی، ناحیة تشکیل و پایداری آستنیت را در فولادها گسترش می دهد. با اضافه شدن کربن ناحیه پایداری آستنیت از 912 تا 1394 درجة سانتیگیراد که گستردة تشکیل و پایداری آهن آستنیتی است، به گستردة وسیعی از دما و ترکیب شیمیایی، افزایش می یابد. حداکثر حلالیت کربن در آستنیت، در 1148 درجة سانتگیراد است که به 11/2 درصد می رسد.
در شبکة بلوری fcc دو نوع فضای خالی بین نشینی وجود دارد که می توانند محلهای مناسبی برای قرار گرفتن اتمهای کربن باشند. این فضاها که به هشت وجهی و چهار وجهی موسوم اند. نام دو نوع فضای خالی از تعداد صفحات جانبی چند وجهیهایی گرفته شده که رئوس آنها اتمهای آهنی هستند که آن فضا را احاطه کرده اند. یک اتم کربن اگر در یک فضای هشت وجهی قرار گیرد، دارای 6 اتم آهن در مجاور خود و اگر در یک فضای چهار وجهی قرار گیرد، دارای 4 اتم آهن در مجاور خود خواهد بود.
اندازه های این دو نوع فضای خالی، به طور قابل ملاحظه ای با یکدیگر متفاوت است. آستنیت، با فرض اینکه اتمهای آهن کروی بوده و در تماس با یکدیگر باشند یک فضای هشت وجهی قادر است اتمی به ...(ادامه دارد)
مارتنزیت و دگرگونی مارتنزیتی
واژه مارتنزیت که برای مدتها فقط به ساختار سخت حاصل از سریع سرد کردن فولادهای کربنی اطلاق می شد برای قدردانی از دانشمند معروف متالورژ آلمانی به نام مارتنز است. در به کار بردن واژة مارتنزیت، اخیراً به جای محصولات حاصل، تأکید بیشتر بر روی طبیعت دگرگونی گذاشته شده است. دگرگونی مارتنزیتی، همچنین در سیستمهای آلیاژی فلزات غیر آهنی نظیر Cu-Al ، Au-Cd و در اکسیدها نظیر SiO2 و ZrO2 وجود دارد. دانشمندان مشخصه های دگرگونی مارتنزیتی را در سیستمهای نافلزی ملاحظه کرده و نام جابجایی گروهی را به دگرگونیهای فوق داده اند. بنابراین، مارتنزیت فازی است که توسط یک دگرگونی مارتنزیتی یا جابجایی گروهی اتمها حاصل می شود، گرچه ممکن است فاز یاد شدة ترکیب شیمیایی، ساختار بلوری و خواص کاملاً متفاوت از مارتنزیت در فولادها داشته باشد.
در آلیاژهای آهن – کربن و فولادها، مارتنزیت از سرد کردن سریع آستنیت به وجود می آید. دگرگونی آستنیت به مارتنزیت بدون نفوذ انجام می شود، بستگی به ترکیب شیمیایی آلیاژ، تا 2 درصد کربن، مارتنزیت دقیقاً همان ترکیب شیمیایی آستینت اولیه را دارد. در اینجا برخلاف تشکیل پرلیت، اتمهای کربن بین دو فاز فریت و سمنتیت توزیع نخواهند شد، بلکه در فضاهای هشت وجهی شبکة bcc محبوس شده و فاز جدید مارتنزیت را نخواهند شد، بلکه در فضاهای هشت وجهی شبکة bcc محبوس شده و فاز جدید مارتنزیت را به وجود می آورند. با تشکیل مارتنزیت، کربن محلول در شبکة bcc به مقدار زیادی افزایش می یابد. با افزایش درصد کربن محلول در شبکه، جاهای خالی بیشتری از شبکه توسط کربن اشغال می شود، در نتیجه شبکة بلوری از bcc به ...(ادامه دارد)
نمودارهای TTT مربوط به فولادهای آلیاژی
اضافه شدن عناصر آلیاژی مختلف به فولادها اثرات کاملا متفاوتی بر روی نمودئارهای دگرگونی آنها دارد بهعنوان مثال اضافه شدن بیشتر از تقریبا 3 درصد کرم به فولد باعث می شود که نواحی تشکیل پرلیت و بینیت کاملا از یکدیگر جدا شوند (شکل 4-8 (الف)). درحالی که نیکل شکل کلی اثر مولیبدن بدین صورت است که دماغه مربوط به تشکیل پرلیت را به مراتب بیشتر از دماغه مربوط به تشکیل بینیت به سمت راست جابه جا می کند (شکل 4-8(ج))، در صورتی که عناصری نظیر سیلیسیم، منگنز و تنگستن تا 2 درصد اثر بسیار کمی بر روی به تاخیر انداختن دگرگونیهای نفوذ دارند اثرات چند عنصر آلیاچی با یکدیگر بر روی نمودارهای دگرگونی به مراتب بیشتر از اثرات هر کدام از عناصر به تنهایی است.
به طور کلی می توان گفت در صورتی که عنصر آلیاژی اضاه شده به صورت محلول جامد باشد نمودار TTTرا به سمت راست منتقل می کند. به بیان دیگر دگرگونیهای نفوذ را به تاخیر می اندازد. در این رابطه عنصر بالت مستثنی است. در حقیقت کبالت آهنگ جوانه زنی و آهنگ رشد پرلیت را زیاد می کند گزارش شده است که علت این موضوع ناشی از کاهش انرژی آزاد فصل مشترک بین فازهای فریت و سمنتیت ...(ادامه دارد)
خواص مکانیکی میکروساختارهای تعادلی
در این بخش اثرات پارامترهای مختلف بر روی خواص مکانیکی فولادهای مزبور بررسی می شود. شکل 5-14 اثرات درصد کربن را بر روی میکروساختار فریتی- پرلیتی و برخی از خواص مکانیکی فولادهای کربنی ساده نشان می دهد با افزایش درصد کربن (تا نقطه یوتکتویید) درصد پرلیت، استحکام تسلیم و استحکام کشش همگی افزایش می یابند. دور شدن منحنیهای استحکام کشش و استحکام تسلیم از یکدیگر در اثر افزایش درصد کربن موید بر این مطلب است که حضور پرلیت آهنگ کار سختی را در فولادها زیاد می کند. همچنین با ا فزایش درصد کربن، کاهش سطح مقطع نمونه که نماینده انعطاف پذیری فولاد است نیز کاهش می یابد.
چقرمگی یا انرژی جذب شده در ضمن شکست که نشان دهنده مقاومت قطعه در برابر ضربه است نیز اهمیت مهندسی ویژه ای دارد. (به کمک تعیین دمای تبدیل شکست نرم به ترد (DBTT) تا حدودی می توان چقرمگی یک فولاد (یا هر فلزر و آلیاژ دیگری) را مشخص کرد. برای این منظور یک سری نمونه چهار گوش با شکاف V شکل و به ابعاد استاندارد (نمونه ضربه) را در دماهای مختلف به کمک نیروی ضربه ای (آزمایش ضربه شارپی) شکسته و انرژی لازم برای شکست را اندازه می گیرند. سپس این ا نرژی را بر حسب تابعی از دمای آزمایش رسم می کنند. منحنی به دست آمده که به منحنی انتقال ...(ادامه دارد)
بخشی از فهرست مطالب مقاله فازها وساختارهای بلوری
مقدمه
نمودار تعادلی آهن – کربن
1 ساختارهای بلوری و خواص آهن خالص
الف: آهن آلفا
ب: آهن گاما
ج: آهن دلتا
1-2-2 اثر کربن
الف: آستنیت
ب: فریت
1-2-3 کاربید آهن (سمنتیت)
-2-4 دماهای بحرانی
1-3 توزیع و اثرات عناصر آلیاژی در فولادها
1-3-1 فاز کاربید در فولادهای آلیاژی
کاربیدهای گروه
1-3-2 اثرات عناصر آلیاژی بر روی فریت
دگرگونی یوتکتوییدی
فازهای پرویوتکتویید
تشکیل فازهای پرویوتکتویید
تشکیل پرلیت در فولادهای حاوی عناصر آلیاژی
مارتنزیت و دگرگونی مارتنزیتی
سینتیک تشکیل هارتنزیت
3-4 شکلهای مختلف مارتنزیت در فولادها
-4-1 مارتنزیت بشقابی
3-4-2 مارتنزیت لایه ای شکل
بینیت و دگرگونی بینیتی
3-5-1 بینیت بالایی
3-5-2 بینیت پایینی
نمودارهای دگرگونی همدما (IT)
4-3 اصول استفاده از نمودارهای دگرگونی همدما
4-4 نمودارهای دگرگونی در ضمن سرد کردن پیوسته (CT)
نمودارهای TTT برای فولادهای کربنی سادة غیر یوتکتوییدی
4-7 نمودارهای TTT مربوط به فولادهای آلیاژی
-2- همگن کردن (یکنواخت کردن)
5-3 آنیل کردن
5-3-2 آنیل همدها
5-4 نرماله کردن
-6 بازیابی و تبلور مجدد
5-6-1 بازیابی
5-6-2 تبلور مجدد
5-7 تنش گیری
5-8 خواص مکانیکی میکروساختارهای تعادلی
دانلود مقاله فازها وساختارهای بلوری
