Перлит

редактировать
SEM микрофотография протравленного перлита, 2000X. Атомный зонд томография перлита. Красные точки обозначают положения атомов углерода. Атомы железа не показаны. Нанотрубка показана для справки по размеру. Перлит находится на эвтектоиде фазовой диаграммы железо-углерод (в нижнем левом углу).

Перлит представляет собой двухкомпонентный фазированная, пластинчатая (или слоистая) структура, состоящая из чередующихся слоев феррита (87,5 мас.%) и цементита (12,5 мас.%), встречающаяся в некоторые стали и чугуны. Во время медленного охлаждения сплава железо-углерод перлит образуется в результате эвтектоидной реакции , когда аустенит охлаждается ниже 723 ° C (1333 ° F) (температура эвтектоида). Перлит - это микроструктура, встречающаяся во многих распространенных марках сталей.

Эвтектоидный состав аустенита составляет приблизительно 0,8% углерода ; Сталь с меньшим содержанием углерода (доэвтектоидная сталь ) будет содержать соответствующую долю относительно чистых кристаллитов феррита, которые не участвуют в эвтектоидной реакции и не могут превращаться в перлит. Аналогично, стали с более высоким содержанием углерода (заэвтектоидные стали ) будут образовывать цементит до достижения точки эвтектоида. Долю феррита и цементита, образующихся выше эвтектоидной точки, можно рассчитать по диаграмме состояния равновесия железо / железо-карбид с использованием правила рычага.

Стали с перлитной (эвтектоидный состав) или почти перлитной (почти эвтектоидной) микроструктурой. состав) можно растянуть в тонкую проволоку. Такая проволока, часто связанная в канаты, коммерчески используется в качестве проволоки для фортепиано, канатов для подвесных мостов и в качестве стального корда для армирования шин. Высокая степень волочения проволоки (логарифмическая деформация выше 3) приводит к получению перлитной проволоки с пределом текучести в несколько гигапаскалей. Это делает перлит одним из самых прочных конструкционных объемных материалов на Земле. Некоторые заэвтектоидные проволоки из перлитной стали, когда холодная проволока протягивается до истинной (логарифмической) деформации выше 5, может даже показать максимальную прочность на разрыв выше 6 ГПа. Хотя перлит используется во многих инженерных приложениях, происхождение его чрезвычайной прочности до конца не изучено. Недавно было показано, что волочение из холодной проволоки не только упрочняет перлит за счет улучшения структуры ламелей, но и одновременно вызывает частичное химическое разложение цементита, связанное с повышенным содержанием углерода в ферритной фазе, деформационными дефектами решетки в ферритных пластинах и даже структурный переход от кристаллического цементита к аморфному. Вызванное деформацией разложение и изменение микроструктуры цементита тесно связаны с несколькими другими явлениями, такими как сильное перераспределение углерода и других элементов сплава, таких как кремний и марганец как в цементите, так и в цементите. ферритная фаза; изменение аккомодации деформации на границах раздела фаз за счет изменения градиента концентрации углерода на границах раздела; и механическое легирование.

Перлит был впервые идентифицирован Генри Клифтоном Сорби и первоначально назван сорбитом, однако сходство микроструктуры с перламутром и особенно оптический эффект, вызванный масштаб конструкции сделал альтернативное название более популярным.

Бейнит представляет собой аналогичную структуру с ламелями, намного меньшими, чем длина волны видимого света, и, следовательно, не имеет этого перламутрового внешнего вида. Готовится путем более быстрого охлаждения. В отличие от перлита, образование которого связано с диффузией всех атомов, рост бейнита происходит по механизму превращения смещения.

Превращение перлита в аустенит происходит при более низкой критической температуре 723 ° C. При этой температуре перлит превращается в аустенит в результате процесса зародышеобразования.

Содержание

  • 1 Эвтектоидная сталь
  • 2 Ссылки
  • 3 Дополнительная литература
  • 4 Внешние ссылки

Эвтектоидная сталь

Эвтектоидная сталь в принципе может быть полностью преобразована в перлит; Доэвтектоидные стали также могут быть полностью перлитными, если их трансформировать при температуре ниже нормальной эвтектоидной. Перлит может быть твердым и прочным, но не особенно твердым. Он может быть износостойким из-за прочной пластинчатой ​​сетки из феррита и цементита. Примеры применения: режущие инструменты, высокопрочные проволоки, ножи, долота и гвозди.

Ссылки

Дополнительная литература

Внешние ссылки

  • СМИ, относящиеся к перлиту на Wikimedia Commons
Последняя правка сделана 2021-06-01 07:05:09
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте