Аустенит что это такое
Аустенит
Полезное
Смотреть что такое «Аустенит» в других словарях:
Аустенит — Фазы железоуглеродистых сплавов Феррит (твердый раствор внедрения C в α … Википедия
аустенит — Тв. р р на базе Fey с ГЦК решеткой. А. — одна из основных фаз в сталях и чугунах. В большинстве сталей и чугунов а. как термодинамически стабильная фаза существует только при повыш. темп рах (см. Диаграмма состояния Fe C). В высоколегир.… … Справочник технического переводчика
АУСТЕНИТ — одна из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов, твёрдый раствор углерода (до 2%) и легирующих элементов в модификации гамма железа. А. немагнитен, отличается умеренной твёрдостью, пониженной упругостью, значительной прочностью и… … Большая политехническая энциклопедия
аустенит — (от имени английского металлурга У. Робертса Остена, W. Roberts Austen; 1843 1902), структурная составляющая железоуглеродистых сплавов твердый раствор углерода (до 2%), а также легирующих элементов в γ железе. В углеродистых сталях и чугунах… … Энциклопедический словарь
АУСТЕНИТ — твердый раствор углерода и легирующих элементов в γ железе γ Fe (C). Содержание углерода менее 2,0 %. Кристаллическая решетка аустенита аналогична γ Fe. Твердость HB: 170 220. Период решетки аустенита изменяется в зависимости от … Металлургический словарь
Аустенит — [austenite] твёрдый раствор на базе Feγ с ГЦК решеткой. Аустенит одна из основных фаз в сталях и чугунах. В большинстве сталей и чугунов аустенит как термодинамически стабильная фаза существует только при повышенных температурах (Смотри Диаграмма … Энциклопедический словарь по металлургии
аустенит — (по имени англ. металлурга робертса остена (roberts austen), 1843 1902) одна из структурных составляющих стали и чугуна, представляющая собой немагнитный твердый раствор углерода (до 2%) или углеродистого железа в гамма железе; обычно устойчив… … Словарь иностранных слов русского языка
аустенит — austenitas statusas T sritis chemija apibrėžtis Homogeninė plieno fazė, kurioje gali būti iki 2,14% anglies ir kuri išlieka >727 °C temperatūroje. atitikmenys: angl. austenite rus. аустенит … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Аустенит — название (в честь Roberts Austen a), предложенное Осмондом для одной из микрографических составляющих (фаз) железоуглеродистых сплавов, наблюдаемой иногда при быстром охлаждении (ледяной водой) богатых углеродом сплавов (около 1,57 % С), нагретых … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Аустенит
Из Википедии — свободной энциклопедии
Аустени́т (γ-фаза) — высокотемпературная гранецентрированная модификация железа и его сплавов.
Фаза названа в честь английского металловеда Сэра Уильяма Робертс-Остина (англ. Roberts-Austen).
В углеродистых сталях аустенит — это твёрдый раствор внедрения, в котором атомы углерода входят внутрь элементарной ячейки γ-железа во время конечной термообработки. В сталях, содержащих другие металлы (кроме железа, легированные стали), атомы металлов замещают атомы железа в кристаллической решётке и возникает твёрдый раствор замещения. В чистом железе существует в интервале температур 910—1401 °C; в углеродистых сталях аустенит существует при температурах не ниже 727 °C.
В легированных сталях аустенит может существовать и при гораздо более низких температурах. Такие элементы, как никель стабилизируют аустенитную фазу. Нержавеющие стали, такие как 08Х18Н10Т или AISI 304, AISI 316 и т. д. относятся к аустенитному классу. Присутствие никеля в количестве 8—10 % приводит к тому, что аустенитная фаза сохраняется и при комнатной температуре. Мартенситностареющие нержавеющие стали типа 08Х15Н2ДТ или Ph 17-4 могут содержать некоторое количество остаточного аустенита. Оптическая металлография во многих случаях не позволяет выявить присутствие аустенита, расположенного, как правило, по границам мартенситных пакетов. Основными способами определения количества остаточного аустенита являются рентгеноструктурный анализ и просвечивающая электронная микроскопия.
Аустенит
Человечество, с момента начала обработки и использования железной руды пыталось улучшить свойства получаемого металла. Прочность, гибкость, сопротивляемость слишком низким и чересчур высоким температурам – самые желаемые параметры, для сталеваров тех эпох. Но пока не было разработано легирование металла существовало слишком мало способов получить качественные сплавы.
Суть любой модификации вносимого посредством такого способа – изменение кристаллической решетки железа, для получения необходимых свойств. Выполняется путем добавления в изначальный расплав или шихту руды примесей, которые тем или иным способом замещают частицы в атомарной структуре Fe, придавая ей при определенных тепловых режимах различные формы. Кроме того, добавки позволяют также стабилизировать полученный результат, для сохранения его при более низких температурах. Ведь при изменении уровня нагрева железа – вид решетки опять меняется, принимая другие формы без закрепления желаемых свойств.
Одна из фаз структуры, возникающих при температуре выше 733°С (для легированных смесей) или при 910—1401 °C для чистого расплава железной руды для углеродных сталей – аустенит, названная так по части фамилии открывшему ее ученого – Уильяма Чандлера Робертс-Остина (англ. William Chandler Roberts-Austen, 1843-1902). Кристалл железа получаемый в этих пределах нагрева имеет кубическую форму, в которой все атомы структурного состояния вещества располагаются на равных расстояниях друг от друга, образовывая сам аустенит. Так как при снижении температуры стали кристаллические решетки аустенита разрушаются, изменяясь, – в состав вводятся добавки металлов никеля, хрома, углерода, молибдена, марганца, азота атомы которых частично замещают изначальные элементы железа, не допуская распада. Частицы этих металлов имеет меньший размер относительно Fe, и вытесняя его, но сохраняя силу притяжения между элементами системы, они не дают при изменении температурных условий ввести в кристалл новые атомы железа, которые разрушат его.
Такая форма кристаллов Y-Fe придает новые, очень необходимые технике свойства сплавов, что обеспечивает их использование от строительства корпусов транспортных средств и до электроники:
В зависимости от состава, само часто используются марки стали аустенит-фазы:
К сожалению, выловить именно металлы, содержащие большее количество элементов аустенитовой части физики процесса довольно сложно, все дело в неоднородности остывания и нагрева металлических изделий. Собственно, когда он происходит – получается, как бы несколько слоев разных форм кристаллов, в зависимости от времени воздействия температуры на ту или иную фазу и какое количество дополнительных атомов присутствовало при этом. В любом материаловедении указывается, что кроме аустенита есть формы решетки характерные для различных фазовых состояний:
Единственные способы определения количественного наличия остаточного аустенита в готовом металле, от которого зависит его маркировка и последующее использование – рентгеноструктурный анализ, электронная сквозная микроскопия, испытания проникающими красителями и вихревыми токами.
Аустенитная сталь
Аустенитная сталь – одна из модификаций железа с высокой степенью легирования. Обладает гранецентрированной кристаллической решеткой. Она легко сохраняет свою структуру даже при очень низких температурах. Аустениты располагают высокими показателями прочности. Он устойчивы как высоким температурам и большим нагрузкам.
Свойства аустенитных сталей
Сталь аустенитного класса образует 1-фазную структуру во время процесса кристаллизации. Ее кристаллическая решетка не изменяется даже при резком охлаждении до отрицательных температур (–200 °C). Основными компонентами аустенитных железных сплавов являются хром и никель. От доли их содержания зависят технологичность, пластичность, прочность и жаростойкость материала. Для легирования применяют следующие материалы:
По свойствам материалов аустенитные модификации железа делятся на следующие типы:
Аустенитная высоколегированная сталь является одной из самых дорогих модификаций железа, потому что в них содержится большое количество дорогостоящих материалов: хрома и никеля. Также на ее стоимость влияет количество дополнительных легирующих компонентов, позволяющих создавать железные сплавы с особыми свойствами. Дополнительные элементы легирования подбираются в зависимости от сложности работ, где применяются аустенит.
В аустенитных сталях могут осуществляться следующие разновидности превращений:
Время, требуемое для превращения аустенитной стали в иные модификации железа, определяется содержанием углерода в твердом растворе и количеством дополнительных легирующих компонентов. Чем ниже эти показатели, тем быстрее охлаждается металлическое изделие.
Методы получения аустенита
Стали аустенитного класса образуются в процессе появления и роста зерен исходной микроструктуры металлического изделия. Формирование аустенита осуществляется на поверхности раздела фаз феррита и карбида. Карбидные частицы постепенно растворяются в твердом растворе аустенита.
Получить аустенит также можно из эвтектоидной модификации железа, состоящей из феррита и цементита. Для этого исходную металлическую заготовку необходимо нагреть до температуры 900 °C. Важно, чтобы в сплаве присутствовала минимальная концентрация углерода, равняющаяся 0,66%. Во время этого процесса феррит превращается в аустенит, а цементит полностью растворяется. В итоге сформируется нержавеющая аустенитная сталь.
При производстве металлических заготовок из аустенитных сталей, стабилизированных титаном, необходимо в вакуумно-индукционной печи переплавить металл. Полученный расплав выдерживают в течение длительного периода для его деазотирования. Количество времени, требуемого для этого процесса, зависит от массы исходного изделия. После выдержки в расплавленный аустенит вводится смесь из титана и нитридообразующих химических элементов.
Для получения устойчивой аустенитной структуры в состав исходной модификации железа добавляются хром и никель. При этом важно соблюдать пропорции. Процентное содержание никеля должно составлять не менее 20%, хрома – не более 19%. Эти химические вещества повышают устойчивость аустенита к высоким температурам и большим нагрузкам. Также они увеличивают выделение карбидов. Материал становится коррозионностойким.
При добавлении хрома и никеля в состав железной модификации нужно выдерживать материал в течение более длительного времени. Очень часто в полученный раствор добавляется смесь из молибдена или фосфора. Эти химические вещества увеличивает вязкость и усталостную прочность железного сплава. Для снижения износа полученного аустенита используют дополнительные легирующие материалы и энергоемкие карбиды.
Применение сплавов
Стали аустенитного класса используются при изготовлении устройств, работающих при высоких температурах, начиная от 200 °C: парогенераторов, роторов, турбин и сварочных механизмов. Недостатком использования аустенита в этих механизмах является низкая прочность металла. При длительном контакте железных сплавов различными гидроокисями могут образоваться дополнительные трещины, что приведет к поломке рабочих поверхностей устройств. Устранить этот недостаток можно при добавлении в раствор железа дополнительных химических элементов: ванадия и ниобия. Они формируют карбидную фазу, увеличивающих показатели прочности стали.
Нержавеющие аустенитные стали используются в механизмах, функционирующих в сложных условиях и при сильных перепадах температурных показателей. Чаще всего они используются при сварке коррозионностойких труб. Во время этого процесса между крепежными элементами образуется шовное пространство. При нагревании нержавеющих труб из аустенита до температуры плавления они приобретают монолитную структуру, защищающей металл от процессов окисления и высоких перепадов температур.
Также аустенитные стали обладают высокой устойчивостью к электромагнитным излучениям. Поэтому ее применяют при производстве отдельных деталей для радиоэлектронного оборудования. Аустенит улучшает прочность механизмов радио и не теряет свои свойства при изменениях структуры магнитного поля. По этой причине радиотехническая аппаратура будет легко принимать необходимые сигналы.
Аустенитные сплавы железа нашли широкое применение в производстве механизмов, работающих в водной среде. Нержавеющая сталь устойчива к образованию коррозии. Она используется в качестве защитного материала. При правильном соотношении хрома и никеля аустенит может сформировать тонкий слой, снижающим влияния водной среды на рабочую поверхность металлического приспособления. В результате снижается износ устройства. Но при значительном вымывании никеля материал полностью теряет устойчивость к коррозии.
В современных корпусах турбин также используются аустенитные стали с большим пределом текучести. Они позволяют избежать коробления данного устройства и улучшить показатели его прочности. Благодаря наличию крупнозернистой структуры, при помощи аустенита с высоким пределом текучести также можно укрепить конструкцию ротора турбины. Недостатком этой технологии является значительное повышение стоимости механизмов из-за использования большого количества дорогой аустенитной стали.
Марки аустенитной стали
Регламент изготовления аустенита определен в ГОСТ 5632-2014. В нем указываются следующие марки сталей аустенитного класса:
Аустенит
Феррит (твердый раствор внедрения C в α-железе с объемно-центрированной кубической решеткой)
Аустенит (твердый раствор внедрения C в γ-железе с гранецентрированной кубической решеткой)
Цементит (карбид железа; Fe3C метастабильная высокоуглеродистая фаза)
Графит стабильная высокоуглеродистая фаза
Ледебурит (эвтектическая смесь кристаллов цементита и аустенита, превращающегося при охлаждении в перлит)
Мартенсит (сильно пересыщенный твердый раствор углерода в α-железе с объемно-центрированной терагональной решеткой)
Перлит (эвтектоидная смесь, состоящая из тонких чередующихся пластинок феррита и цементита)
Сорбит (дисперсный перлит)
Троостит (высокодисперсный перлит)
Бейнит (устар: игольчатый троостит) — ультрадисперсная смесь кристаллов низкоуглеродистого мартенсита и карбидов железа
Белый чугун (хрупкий, содержит ледебурит и не содержит графит)
Серый чугун (графит в форме пластин)
Ковкий чугун (графит в хлопьях)
Высокопрочный чугун (графит в форме сфероидов)
Половинчатый чугун (содержит и графит, и ледебурит)
Аустенит (γ-фаза) — высокотемпературная гранецентрированная модификация железа и его сплавов.
Содержание
Литература
Примечания
См. также
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Аустенит» в других словарях:
аустенит — Тв. р р на базе Fey с ГЦК решеткой. А. — одна из основных фаз в сталях и чугунах. В большинстве сталей и чугунов а. как термодинамически стабильная фаза существует только при повыш. темп рах (см. Диаграмма состояния Fe C). В высоколегир.… … Справочник технического переводчика
АУСТЕНИТ — одна из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов, твёрдый раствор углерода (до 2%) и легирующих элементов в модификации гамма железа. А. немагнитен, отличается умеренной твёрдостью, пониженной упругостью, значительной прочностью и… … Большая политехническая энциклопедия
аустенит — (от имени английского металлурга У. Робертса Остена, W. Roberts Austen; 1843 1902), структурная составляющая железоуглеродистых сплавов твердый раствор углерода (до 2%), а также легирующих элементов в γ железе. В углеродистых сталях и чугунах… … Энциклопедический словарь
АУСТЕНИТ — твердый раствор углерода и легирующих элементов в γ железе γ Fe (C). Содержание углерода менее 2,0 %. Кристаллическая решетка аустенита аналогична γ Fe. Твердость HB: 170 220. Период решетки аустенита изменяется в зависимости от … Металлургический словарь
Аустенит — [austenite] твёрдый раствор на базе Feγ с ГЦК решеткой. Аустенит одна из основных фаз в сталях и чугунах. В большинстве сталей и чугунов аустенит как термодинамически стабильная фаза существует только при повышенных температурах (Смотри Диаграмма … Энциклопедический словарь по металлургии
аустенит — (по имени англ. металлурга робертса остена (roberts austen), 1843 1902) одна из структурных составляющих стали и чугуна, представляющая собой немагнитный твердый раствор углерода (до 2%) или углеродистого железа в гамма железе; обычно устойчив… … Словарь иностранных слов русского языка
аустенит — austenitas statusas T sritis chemija apibrėžtis Homogeninė plieno fazė, kurioje gali būti iki 2,14% anglies ir kuri išlieka >727 °C temperatūroje. atitikmenys: angl. austenite rus. аустенит … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Аустенит — одна из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов, твёрдый раствор углерода (до 2%)и легирующих элементов в железе (см. Железо). А. получил название по имени английского учёного У. Робертса Остена (W. Roberts Austen, 1843 1902) … Большая советская энциклопедия
Аустенит — название (в честь Roberts Austen a), предложенное Осмондом для одной из микрографических составляющих (фаз) железоуглеродистых сплавов, наблюдаемой иногда при быстром охлаждении (ледяной водой) богатых углеродом сплавов (около 1,57 % С), нагретых … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона