Бейнит

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Бейнит
Фазы железоуглеродистых сплавов

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

Структуры железоуглеродистых сплавов

Ледебурит (эвтектическая смесь кристаллов цементита и аустенита, превращающегося при охлаждении в перлит)
Мартенсит (сильно пересыщенный твердый раствор углерода в α-железе с объемно-центрированной тетрагональной 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

Стали

Конструкционная сталь (до 0,8 % C)
Инструментальная сталь (до ~2 % C)
Нержавеющая сталь (легированная хромом)
Жаростойкая сталь
Жаропрочная сталь
Высокопрочная сталь

Чугуны

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)

Бейнит (по имени английского металлурга Э. Бейна,  (англ.) en:Edgar Bain), игольчатый троостит, структура стали, образующаяся в результате так называемого промежуточного превращения аустенита. Бейнит состоит из смеси частиц пересыщенного углеродом феррита и карбида железа. Образование бейнита сопровождается появлением характерного микрорельефа на полированной поверхности шлифа.


Верхний бейнит — (строение перистое), образуется из переохлажденного аустенита при температурах 500-350 °С. Имеет пониженную пластичность стали по сравнением с перлитной областью распада аустенита. Твёрдость и прочность при этом не изменяются или несколько снижаются.

Нижний бейнит - строение (с игольчатым мартенситоподобное), образуется, в результате распада переохлажденного аустенита при температурах 350-200 °С. Имеет высокую твердость и прочность при высокой пластичности.

История[править | править вики-текст]

В 1920 году Давенпорт и Бэйн обнаружили новую вид микроструктуры стали, который они называют условно-мартенсит троостит, из-за его промежуточного положения между уже известной низкотемпературной мартенситной фазы.[1] Эту микроструктуру позже назвали бейнитом по имени Бэйна в работника фирмы Steel Corporation.

Характеристика[править | править вики-текст]

Условия для образования разных видов микроструктуры стали в зависимости от температуры.
Бейнитная микроструктура в стали

При 900°С и более низкоуглеродистая стали полностью состоит из аустенита. Ниже 700 ° C (727 ° C в эвтектическом железа) аустенит термодинамически неустойчив и в условиях равновесия будет проходить эвтектоидная реакция, образуется перлит - перемежающаяся смесь феррита и цементита (Fe 3 C). Фазовые превращения в стали в значительной степени находятся под влиянием химической кинетики. Эти превращения приводят к сложной микроструктуре стали.

Если сталь медленно охлаждают перлит будет доминирующей микроструктурой. Аустенит при охлаждении образует мартенсит без диффузии или железа или углерода.

Существуют разные теории по механизму преобразования бейнита:

  • Теория смещения. Формирование бейнита происходит с помощью преобразования сдвига.
  • Диффузная теория. Диффузионный теория процесса превращения бейнита основана на явлении диффузии на граничных областях. Этот механизм не может объяснить форму и рельеф поверхности металла.

Литература[править | править вики-текст]

  • Kay Meggers: Echtzeit Neutronen-Transmissionsuntersuchung der Austenit-Bainit Phasenumwandlungskinetik in Gusseisen. Hochschulschrift, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel 1995. (Dissertation)
  • Hans-Jürgen Bargel (Hrsg.): Werkstoffkunde. Mit 204 Tabellen. 7., überarb. Aufl., Springer, Berlin u.a. 2000 (= Springer-Lehrbuch), ISBN 3-540-66855-1, S. 166 ff.
  • Harshad K. D. H. Bhadeshia: Bainite in steels. Transformations, microstructure and properties. 2. rev. ed., IOM Communications, London 2001, ISBN 1-86125-112-2. (englisch) (Digitalisat, englisch, PDF-Datei)
  • Jürgen Ruge, Helmut Wohlfahrt: Technologie der Werkstoffe. Herstellung, Verarbeitung, Einsatz. Mit 68 Tabellen. 8., überarb. und erw. Aufl., Vieweg, Wiesbaden 2007 (= Studium Technik), ISBN 3-8348-0286-7, S. 67 ff. (Medienkombination; mit DVD-ROM)
  • Dieter Liedtke: Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen. 1. Grundlagen und Anwendungen. 7., völlig neu bearb. Aufl., expert-Verl., Renningen 2007, ISBN 3-8169-2735-1, S. 20, 30, 63 ff.

Ссылки[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Bhadeshia H.K.D.H. Chapter 1: Introduction // Bainite in steels. — Institute of Materials, 2001. — ISBN 978-1861251121.