noticias de la compañía sobre Explicación completa de las estructuras metalográficas comunes utilizadas en la producción industrial de acero

一、Estructura básica de la solución sólida

1. Austenita ((A [Feγ (C) ])

La austenita es una solución sólida formada por la disolución de carbono y elementos de aleación en γ-Fe.es una estructura estable en la que el carbono y varios elementos de aleación se disuelven juntos en γ -FeSu característica notable es su excelente plasticidad, sin embargo, su dureza y su punto de rendimiento son relativamente bajos, con valores de dureza de Brinell que generalmente oscilan entre 170 y 220HB.Es la microestructura con el menor volumen específico entre los acerosEn condiciones de alta temperatura, la austenita tiene una fuerte capacidad para disolver el carbono.la cantidad de carbono disuelto disminuye a 0Bajo un microscopio metalográfico, la austenita exhibe una forma poligonal regular debido al mantenimiento de la estructura de red cúbica centrada en la cara de γ-Fe.Esta microestructura confiere al acero excelentes propiedades de trabajo en fríoDurante los procesos de trabajo en caliente, como la forja y el laminado, la presencia de austenita ayuda a la deformación plástica del acero.

2. Ferrita ((F [Feα (C) ])

La ferrita es una solución sólida formada por la disolución de carbono y elementos de aleación en α-Fe.aproximadamente entre 80 y 100HBCuando los elementos de aleación se disuelven en la ferrita, pueden aumentar efectivamente la resistencia y dureza del acero.la solubilidad del carbono en ferrita es sólo 00,022%, y a temperatura ambiente, es tan bajo como 0,008%.La ferrita mantiene la estructura de red cúbica centrada en el cuerpo de α-Fe y exhibe características metalográficas poliédricas típicas de metales puros en estructuras metalográficasLa presencia de ferrita confiere al acero una buena dureza y formabilidad en frío, y a menudo se utiliza en componentes estructurales con altos requisitos de plasticidad.

二、Compuestos y estructuras mixtas

1. Cementita ((Fe3C))

La cementita, un compuesto compuesto de hierro y carbono, también se conoce como carburo de hierro. A temperatura ambiente, la mayoría del carbono en las aleaciones hierro-carbono existe en forma de cementita.De acuerdo con el diagrama de balance hierro-carbono, la cementita se puede clasificar en tres tipos basados en su trayectoria de precipitación y morfología: la cementita primaria cristaliza y precipita del líquido a lo largo de la línea CD,con una superficie superior a 300 m2,La cementita secundaria se precipita a lo largo de la línea ES de las soluciones sólidas γ y a menudo aparece en forma reticular blanca.y también es en su mayoría una red blancaLa cementita tiene un magnetismo débil en ambientes de baja temperatura. Su magnetismo desaparece cuando la temperatura excede los 217 ° C. Su punto de fusión es de aproximadamente 1600 ° C, y su contenido de carbono es de 6.El 67%La dureza de la cementita es extremadamente alta, muy superior a 700HB, pero es extremadamente frágil y casi no tiene plasticidad.la morfología y la distribución de la cementita tienen un impacto significativo en la resistencia del aceroPor ejemplo, la cementita granular puede aumentar la dureza del acero manteniendo una cierta resistencia.

2. Perlita (P)

La perlita es una mezcla mecánica de ferrita y cementita, y es el producto de la transformación eutectoide de acero al carbono con un contenido de carbono del 0,77%.Su microestructura es una estructura lamellar con ferrita y cementita dispuestas alternativamenteEl tamaño de la separación entre las hojas de perlita depende del grado de enfriamiento bajo durante la descomposición de la austenita.Cuanto más pequeño sea el espacio entre las hojas de perlita formadoBasándose en la diferencia en el espaciamiento lamellar, puede clasificarse más en perlita, sorbita y troostita, pero esencialmente todas son estructuras de tipo perlita.La perlita lamellar gruesa es el producto de la descomposición de la austenita en el rango de altas temperaturas de 650-700 °CLas hojas de Fe3C se pueden distinguir con un microscopio metalográfico general (menos de 500 veces de aumento).La sorbitita es el producto de la descomposición de la austenita en el rango de temperatura de 600-650 °C., con una dureza de aproximadamente 240-320HB. Se requiere un microscopio de alta potencia (magnificado 1000 veces) para distinguir las hojas de Fe3C.La troostenita es el producto de la descomposición de la austenita a altas temperaturas de 550-600 °C, con una dureza de aproximadamente 330-400 HB. Las láminas Fe3C solo se pueden distinguir a través de un microscopio electrónico (magnificado 10.000 veces).Las demás partidas de las máquinas y aparatos, incluidos los aparatos para la fabricación de máquinas y aparatos para la fabricación de máquinas, la cementita puede distribuirse uniformemente en forma granular en la matriz de ferrita, formando perlita esferoidal, también conocida como perlita granular.Esta microestructura puede mejorar eficazmente la maquinabilidad y la dureza del acero.

3. Martensita (M)

La martensita es una solución sólida supersaturada de carbono en α-Fe. Cuando el acero se somete a un tratamiento austenitizante a alta temperatura y se enfría a una velocidad extremadamente rápida por debajo del punto de martensita,debido a la estructura inestable de γ-Fe en ambientes de baja temperaturaSin embargo, debido a la velocidad de enfriamiento extremadamente rápida, los átomos de carbono en el acero no tienen tiempo para difundirse,manteniendo así la composición austenítica de la fase madre a altas temperaturasPor lo tanto, la martensita es el producto de una transformación de fase no difusa que ocurre cuando el acero se enfría rápidamente por debajo del punto de martensita después de la austenitización.La martensita está en un estado metastable.Debido a la supersaturación de carbono en α-Fe, la red cúbica de α-Fe en el centro del cuerpo se distorsiona, formando una red cuadrada en el centro del cuerpo.aproximadamente entre 640 y 760HB, pero también lo hace muy frágil, con baja dureza de impacto, y la reducción de la superficie y el alargamiento son casi cero.el volumen específico de martensita es mayor que el de austenitaCuando la martensita se forma en el acero, generará una tensión de transformación de fase relativamente grande.La martensita presenta estructuras blancas en forma de aguja en ciertos ángulos entre sí en la estructura metalográficaSin embargo, no todas las estructuras martensíticas son duras y frágiles. Por ejemplo, los aceros de baja aleación de alta resistencia que contienen elementos de aleación como manganeso, cromo, níquel y molibdeno,después del tratamiento de amortiguación y templadoEsta estructura combina alta resistencia con buena dureza y se utiliza ampliamente en la construcción, la fabricación mecánica y otros campos.

• Estructura metalográfica especial
  
  1. Bainita (B)

La bainita es una mezcla de ferrita supersaturada y cementita formada por la transformación de fase de austenita bajo enfriamiento en el rango de temperatura media (aproximadamente 250-450 °C).La bainita se puede clasificar en bainita superior e inferior en función de la diferencia en su temperatura de formación.La bainita superior es una microestructura formada cerca de la temperatura de formación de la perlita.Su característica es que las hojas α-Fe están dispuestas en paralelo en la misma dirección dentro de los granos a partir de los límites del granoEn la estructura metalográfica, parece una pluma y puede ser simétrica o asimétrica.La resistencia de la bainita superior es inferior a la de la perlita lamellar fina formada a la misma temperaturaLa bainita inferior es una estructura formada alrededor de 300 ° C y aparece como estructuras negras en forma de aguja en estructuras metalográficas.Tanto la bainita superior como la inferior son esencialmente combinaciones de ferrita y cementitaLa resistencia de la bainita inferior es similar a la de la martensita templada a la misma temperatura.y su rendimiento global es superior al de la bainita superiorEn algunos casos, es incluso mejor que la martensita templada para algunas piezas que requieren un buen ajuste de resistencia y dureza, como las piezas del eje hechas de acero de carbono medio.la obtención de una estructura de bainita más baja mediante un tratamiento térmico adecuado puede aumentar la vida útil de las piezas.

2La Organización de Wei.

La estructura de Widmanstatten se produce generalmente en el acero hipoeutectoide. Se forma debido al sobrecalentamiento del acero y la formación de austenita de grano grueso.Además de la precipitación de α -Fe masivo en los límites de los granos de austenita originales, también habrá placa-como α-Fe creciendo de los límites de grano en el interior de los granos.Estos α-Fe escamosos tienen una cierta relación de orientación cristalina con la austenita original., presentándose en los granos en forma de escamas que se encuentran en cierto ángulo entre sí o paralelas entre sí, lo que se conoce comúnmente como la estructura de Widmanstatten de acero hipoeutectoide.El acero hipoeutectoide sobrecalentado es propenso a desarrollar una estructura de Widmanstatten a una velocidad de enfriamiento relativamente rápidaCuando la estructura de Widmanstatten es severa, esto conducirá a una disminución significativa en la dureza de impacto y reducción del área del acero, haciendo que el acero sea frágil.mediante un tratamiento de recocido completoEn el proceso de producción de acero, se puede eliminar la estructura de Welmanstatten y restablecer las propiedades del acero.El control de la temperatura de calentamiento y la velocidad de enfriamiento es la clave para evitar la formación de la estructura de Widmanstatten.

3Tejido con bandas

La estructura en bandas es una característica de la microestructura del acero estructural bajo en carbono después de un trabajo en caliente,expresada específicamente como una estructura en bandas en la que la ferrita y la perlita se distribuyen en capas paralelas a la dirección de procesamientoEsta microestructura hará que las propiedades mecánicas del acero muestren anisotropía.Hay diferencias en el rendimiento del acero en la dirección paralela y perpendicular a la dirección de la tiraDurante el proceso de laminación del acero, mediante el control de la temperatura de laminación final, se puede obtener una reducción de la resistencia al impacto y de la superficie del acero.velocidad de enfriamiento y relación de rodadura razonable y otros parámetros de proceso, se puede reducir o evitar la formación de una estructura de bandas.

4. fase δ

La fase δ es una pequeña cantidad de ferrita presente en el acero inoxidable cromo-níquel, especialmente aquellos que contienen elementos como niobio y titanio.la fase δ juega un papel importantePuede prevenir eficazmente la formación de grietas cristalinas en las soldaduras de acero inoxidable, reducir la tendencia a la corrosión intergranular y a la corrosión por tensión,y al mismo tiempo mejorar la resistencia del acero inoxidableSin embargo, cuando la cantidad de δ ferrita excede un cierto límite (por ejemplo, más del 8%), aumentará la tendencia a las fosas del acero inoxidable.la fase δ es propensa a transformarse en la fase σEn el diseño de la composición del acero inoxidable y en la formulación del proceso de tratamiento térmico, el proceso de acero inoxidable se utiliza para la fabricación de acero inoxidable.es necesario controlar con precisión el contenido de la fase δ para equilibrar sus efectos beneficiosos y perjudiciales.

5. σ fase

La fase - σ fue descubierta como fase de aleación cuando se estudió el fenómeno de fragilidad de las aleaciones Fe-Cr.la fase σ no es magnética y tiene las características de ser dura y frágilCuando la fase σ existe en la aleación, especialmente cuando se distribuye a lo largo de los límites de grano, reducirá significativamente la plasticidad y la dureza del acero.La fase σ requiere generalmente un ambiente de alta temperatura de 550-900 °C durante un tiempo relativamente largo para formarse gradualmente.La formación de la fase σ está relacionada con muchos factores del acero,su composición (incluido el contenido de elementos como el cromo y el níquel)En los aceros inoxidables de alto cromo y níquel-cromo, cuanto mayor sea el contenido de cromo, más fácil es formar la fase σ.Además, la ferrita δ en el acero austenítico es propensa a transformarse en la fase σ, y el proceso de deformación en frío también promueve la formación de la fase σ,causando que el rango de temperatura en el que se forma la fase σ se mueva hacia abajoDurante la producción y aplicación del acero inoxidable,es necesario controlar de cerca la formación de la fase σ y evitar sus efectos adversos en las propiedades del material mediante un control razonable del proceso.