تولید فولاد با ویژگی های مطلوب در صنعت و برای تولید ابزار از دیرباز مورد توجه بوده است. به منظور شناخت کافی پیرامون ترکیبات فولاد و درصد کربن موجود در آن نمودار فازی آهن و کربن پدید آمده است. در این نمودار حالت های مختلف فولاد مورد بررسی قرار گرفته است و فازهایی همچون آهن دلتا، آهن فریت، آهن آستنیت، آهن پرلیت و یا سمانتیت در آن مشخص است. اما این نمودار مشکلی دارد و آن عدم مشخص بودن عنصر زمان و سرعت سرد کردن است. به این منظور نموداری تحت عنوان نمودار زمان - دما - استحاله ( TTT ) پدید آمده است.
یکی از مهمترین حالت هایی از فولاد که در این نمودار قابل تشخیص است مارتنزیت می باشد. این فولاد به عنوان مستحکم ترین و سخت ترین فولاد شناخته می شود. ولی این به معنای از دست دادن شکل پذیری است. به منظور رفع این مشکل از نوعی عملیات حرارتی برروی مارتنزیت با نام تمپر کردن استفاده می شود. محصول این عملیات مارتنزیت تمپر شده است که استحکام پایین ترن و شکل پذیری بالاتری از حالت قبل عملیات حرارتی دارد.
یکی از ریزساختارهایی که ممکن است در آلیاژهای فولاد ایجاد شود مارتنزیت است. مارتنزیت، سخت ترین ، مقاوم ترین و تردترین ریزساختار است و در واقع دارای قابلیت چکش خواری ناچیزی است.
سختی مارتنزیت به مقدار کربن آن یعنی تا حدود 0. 6 درصد وزنی بستگی دارد. بر خلاف فولادهای پرلیتی به نظر نمی رسد که مقاومت و سختی مارتنزیت به ریز ساختار آن بستگی داشته باشد. بلکه این خواص به تاثیر اتم های کربن بین شبکه ای در ممانعت کردن از حرکت نابجایی ها و به سیستم های نسبتا کم لغزش برای ساختار BCT نسبت داده می شود.
آستنیت کمی از مارتنزیت چگالتر است و بنابراین در طول تغییر فاز مربوط به کوئنچ کردن، یک افزایش حجمی خالص دارد. در نتیجه قطعات نسبتا بزرگی که به سرعت سرد شده اند، در اثر تنش های داخلی، ترک بر می دارند و این مطلب به خصوص هنگامی که مقدار کربن بیشتر از 0. 5 درصد وزنی باشد مشکل ایجاد می کند. [ ۱]
همانطور که گفته شد مارتنزیت فازی نیمه پایدار و بسیار سخت و ترد است. از این رو برای کاهش سختی و تردی بیش از حد فاز مارتنزیت برای اغلب کاربردهای صنعتی، لازم است، فولاد مارتنزیتی شده در دماهایی بین حدود 200 تا 600 درجه سانتی گراد حرارت داده شود. درنتیجه بخشی از اتم های کربن حل شده با تشکیل کاربیدها از محلول جامد جدا می شوند. بدین صورت با شکل گیری ذرات کاربید، که سختی پایین تری دارند از سختی بالای مارتنزیت کاسته می شود. بنابراین در این نوع عملیات حرارتی که به بازپخت یا تمپرینگ موسوم است، با انجام فعل و انفعالاتی که از نظر ترمودینامیکی فعال می باشد، ساختار به حالت تعادلی نزدیکتر می شود. [ ۲]
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفیکی از مهمترین حالت هایی از فولاد که در این نمودار قابل تشخیص است مارتنزیت می باشد. این فولاد به عنوان مستحکم ترین و سخت ترین فولاد شناخته می شود. ولی این به معنای از دست دادن شکل پذیری است. به منظور رفع این مشکل از نوعی عملیات حرارتی برروی مارتنزیت با نام تمپر کردن استفاده می شود. محصول این عملیات مارتنزیت تمپر شده است که استحکام پایین ترن و شکل پذیری بالاتری از حالت قبل عملیات حرارتی دارد.
یکی از ریزساختارهایی که ممکن است در آلیاژهای فولاد ایجاد شود مارتنزیت است. مارتنزیت، سخت ترین ، مقاوم ترین و تردترین ریزساختار است و در واقع دارای قابلیت چکش خواری ناچیزی است.
سختی مارتنزیت به مقدار کربن آن یعنی تا حدود 0. 6 درصد وزنی بستگی دارد. بر خلاف فولادهای پرلیتی به نظر نمی رسد که مقاومت و سختی مارتنزیت به ریز ساختار آن بستگی داشته باشد. بلکه این خواص به تاثیر اتم های کربن بین شبکه ای در ممانعت کردن از حرکت نابجایی ها و به سیستم های نسبتا کم لغزش برای ساختار BCT نسبت داده می شود.
آستنیت کمی از مارتنزیت چگالتر است و بنابراین در طول تغییر فاز مربوط به کوئنچ کردن، یک افزایش حجمی خالص دارد. در نتیجه قطعات نسبتا بزرگی که به سرعت سرد شده اند، در اثر تنش های داخلی، ترک بر می دارند و این مطلب به خصوص هنگامی که مقدار کربن بیشتر از 0. 5 درصد وزنی باشد مشکل ایجاد می کند. [ ۱]
همانطور که گفته شد مارتنزیت فازی نیمه پایدار و بسیار سخت و ترد است. از این رو برای کاهش سختی و تردی بیش از حد فاز مارتنزیت برای اغلب کاربردهای صنعتی، لازم است، فولاد مارتنزیتی شده در دماهایی بین حدود 200 تا 600 درجه سانتی گراد حرارت داده شود. درنتیجه بخشی از اتم های کربن حل شده با تشکیل کاربیدها از محلول جامد جدا می شوند. بدین صورت با شکل گیری ذرات کاربید، که سختی پایین تری دارند از سختی بالای مارتنزیت کاسته می شود. بنابراین در این نوع عملیات حرارتی که به بازپخت یا تمپرینگ موسوم است، با انجام فعل و انفعالاتی که از نظر ترمودینامیکی فعال می باشد، ساختار به حالت تعادلی نزدیکتر می شود. [ ۲]
