Effects of time and temperature Tim

Effects of time and temperature

Time-temperature transformation (TTT) diagram for steel. The red curves represent different cooling rates (velocity) when cooled from the upper critical (A3) temperature. V1 produces martensite. V2 has pearlite mixed with martensite, V3 produces bainite, along with pearlite and matensite.
Proper heat treating requires precise control over temperature, time held at a certain temperature and cooling rate.[11]
With the exception of stress-relieving, tempering, and aging, most heat treatments begin by heating an alloy beyond the upper transformation (A3) temperature. This temperature is referred to as an "arrest" because, at the A3 temperature nothing happens. Therefore, the alloy must be heated above the temperature for a transformation to occur. The alloy will usually be held at this temperature long enough for the heat to completely penetrate the alloy, thereby bringing it into a complete solid solution.
Because a smaller grain size usually enhances mechanical properties, such as toughness, shear strength and tensile strength, these metals are often heated to a temperature that is just above the upper critical temperature, in order to prevent the grains of solution from growing too large. For instance, when steel is heated above the upper critical temperature, small grains of austenite form. These grow larger as temperature is increased. When cooled very quickly, during a martensite transformation, the austenite grain-size directly affects the martensitic grain-size. Larger grains have large grain-boundaries, which serve as weak spots in the structure. The grain size is usually controlled to reduce the probability of breakage.[12]
The diffusion transformation is very time-dependent. Cooling a metal will usually suppress the precipitation to a much lower temperature. Austenite, for example, usually only exists above the upper critical temperature. However, if the austenite is cooled quickly enough, the transformation may be suppressed for hundreds of degrees below the lower critical temperature. Such austenite is highly unstable and, if given enough time, will precipitate into various microstructures of ferrite and cementite. The cooling rate can be used to control the rate of grain growth or can even be used to produce partially martensitic microstructures.[13] However, the martensite transformation is time-independent. If the alloy is cooled to the martensite transformation (Ms) temperature before other microstructures can fully form, the transformation will usually occur at just under the speed of sound.[14]
When austenite is cooled slow enough that a martensite transformation does not occur, the austenite grain size will have an effect on the rate of nucleation, but it is generally temperature and the rate of cooling that controls the grain size and microstructure. When austenite is cooled extremely slow, it will form large ferrite crystals filled with spherical inclusions of cementite. This microstructure is referred to as "sphereoidite." If cooled a little faster, then coarse pearlite will form. Even faster, and fine pearlite will form. If cooled even faster, bainite will form. Similarly, these microstructures will also form if cooled to a specific temperature and then held there for a certain time.[15]
Most non-ferrous alloys are also heated in order to form a solution. Most often, these are then cooled very quickly to produce a martensite transformation, putting the solution into a supersaturated state. The alloy, being in a much softer state, may then be cold worked. This cold working increases the strength and hardness of the alloy, and the defects caused by plastic deformation tend to speed up precipitation, increasing the hardness beyond what is normal for the alloy. Even if not cold worked, the solutes in these alloys will usually precipitate, although the process may take much longer. Sometimes these metals are then heated to a temperature that is below the lower critical (A1) temperature, preventing recrystallization, in order to speed-up the precipitation.

Kết quả (Việt) 1:

Ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ Nhiệt độ thời gian chuyển đổi (TTT) các sơ đồ cho thép. Các đường cong màu đỏ đại diện cho mức độ khác nhau làm mát (vận tốc) khi làm mát bằng nước từ trên nhiệt độ quan trọng của (A3). V1 sản xuất mactensit. V2 có pearlite trộn với mactensit, V3 sản xuất bainite, cùng với pearlite và matensite.Nhiệt độ thích hợp điều trị đòi hỏi chính xác kiểm soát nhiệt độ, thời gian tổ chức tại một nhiệt độ và tốc độ làm mát.[11]Ngoại trừ việc làm giảm căng thẳng, tôi, và lão hóa, nhiệt hầu hết phương pháp điều trị bắt đầu bằng cách đốt một hợp kim ngoài nhiệt độ chuyển đổi trên (A3). Nhiệt độ này được gọi là "bắt giữ" bởi vì, ở nhiệt độ A3 có gì xảy ra. Vì vậy, hợp kim phải được làm nóng trên nhiệt độ cho một chuyển đổi xảy ra. Hợp kim thường sẽ được tổ chức ở nhiệt độ này đủ lâu để nhiệt để xâm nhập hoàn toàn hợp kim, do đó đưa nó vào dung dịch rắn hoàn chỉnh.Bởi vì một kích thước hạt nhỏ hơn thường tăng cường tính chất cơ học, chẳng hạn như cắt sức mạnh, độ dẻo dai và sức mạnh, các kim loại thường được đun nóng đến một nhiệt độ là ngay trên nhiệt độ quan trọng trên, để ngăn chặn các hạt của giải pháp phát triển quá lớn. Ví dụ, khi thép được đun nóng trên nhiệt độ quan trọng trên, hạt nhỏ của hình thức austenite. Những phát triển lớn hơn khi nhiệt độ tăng lên. Khi làm mát bằng nước rất nhanh chóng trong một biến đổi mactensit, austenite kích thước hạt trực tiếp ảnh hưởng đến kích thước hạt thép. Lớn hơn các loại ngũ cốc có lớn hạt-ranh giới, mà phục vụ như là điểm yếu trong cấu trúc. Kích thước hạt thường được quản lý để làm giảm khả năng vỡ.[12]Sự chuyển đổi phổ biến là rất phụ thuộc vào thời gian. Làm mát một kim loại thường sẽ ngăn chặn mưa đến một nhiệt độ thấp hơn nhiều. Austenite, ví dụ, thường chỉ tồn tại trên nhiệt độ tới hạn trên. Tuy nhiên, nếu austenite được làm lạnh nhanh chóng đủ, sự chuyển đổi có thể được dập tắt cho hàng trăm độ dưới nhiệt độ quan trọng thấp. Austenite như vậy là rất không ổn định, và nếu được đưa ra đủ thời gian, sẽ kết tủa vào microstructures khác nhau của ferrite và cementite. Tỷ lệ làm mát có thể được sử dụng để kiểm soát tỷ lệ tăng trưởng hạt hoặc thậm chí có thể được sử dụng để sản xuất một phần thép microstructures.[13] Tuy nhiên, sự chuyển đổi mactensit là độc lập thời gian. Nếu hợp kim được làm lạnh với nhiệt độ chuyển đổi (Ms) mactensit trước khi microstructures khác có thể hoàn toàn tạo thành, sự chuyển đổi sẽ thường xảy ra ở ngay dưới tốc độ âm thanh.[14]Khi austenite được làm lạnh chậm đủ rằng một biến đổi mactensit không xảy ra, kích thước hạt austenite sẽ có ảnh hưởng đến tỷ lệ nucleation, nhưng nó nói chung là nhiệt độ và tốc độ làm mát kiểm soát kích thước hạt và microstructure. Khi austenite được làm lạnh rất chậm, nó sẽ tạo thành tinh thể lớn ferrite đầy với hình cầu bao gồm của cementite. Microstructure này được gọi là "sphereoidite." Nếu làm mát bằng nhanh hơn một chút, sau đó thô pearlite sẽ tạo thành. Pearlite thậm chí nhanh hơn, và tốt sẽ hình thành. Nếu làm mát bằng nước thậm chí nhanh hơn, bainite sẽ tạo thành. Tương tự, các microstructures cũng sẽ hình thành nếu làm mát bằng nước với một nhiệt độ cụ thể và sau đó được tổ chức có trong một thời gian nhất định.[15]Hầu hết các hợp kim kim cũng được làm nóng để tạo thành một giải pháp. Thông thường, đây sau đó mát rất nhanh chóng để sản xuất một biến đổi mactensit, đưa các giải pháp thành một nhà nước supersaturated. Hợp kim, đang trong một nhà nước nhẹ nhàng hơn nhiều, có thể sau đó được làm việc lạnh. Này lạnh làm việc tăng sức mạnh và độ cứng của hợp kim, và Khuyết tật gây ra bởi biến dạng nhựa có xu hướng để tăng tốc độ mưa, tăng độ cứng vượt ra ngoài những gì là bình thường đối với hợp kim. Ngay cả khi không lạnh làm việc, solutes trong các hợp kim của chúng sẽ thường kết tủa, mặc dù quá trình có thể mất lâu hơn nữa. Đôi khi các kim loại được sau đó được đun nóng đến một nhiệt độ là bên dưới nhiệt độ (A1) quan trọng thấp, ngăn ngừa recrystallization, để tăng tốc độ lên lượng mưa.

Kết quả (Việt) 2:

Ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ chuyển đổi thời gian nhiệt độ (TTT) sơ đồ cho thép. Các đường cong màu đỏ đại diện cho tỷ lệ làm mát khác nhau (vận tốc) khi làm lạnh từ quan trọng (A3) nhiệt độ trên. V1 sản xuất martensite. V2 đã pearlite trộn với martensite, V3 bainite sản xuất, cùng với pearlite và matensite. nhiệt thích hợp điều trị đòi hỏi phải kiểm soát chính xác nhiệt độ, thời gian tổ chức tại một nhiệt độ nhất định và tốc độ làm mát. [11] Với ngoại lệ của giảm stress, ủ, và lão hóa, hầu hết các phương pháp điều trị nhiệt bắt đầu bằng cách nung nóng một hợp kim vượt quá sự chuyển đổi trên (A3) nhiệt độ. Nhiệt độ này được gọi là một "quản thúc" bởi vì, ở nhiệt độ không có gì xảy ra A3. Do đó, hợp kim phải được đun nóng trên nhiệt độ cho một sự thay đổi xảy ra. Các hợp kim thường sẽ được tổ chức ở nhiệt độ này đủ lâu để nhiệt hoàn toàn thâm nhập vào các hợp kim, qua đó đưa nó vào một dung dịch rắn hoàn toàn. Bởi vì một kích thước hạt nhỏ hơn thường tăng cường tính chất cơ học, chẳng hạn như độ dẻo dai, sức kháng cắt và độ bền kéo, các kim loại thường được đun nóng đến nhiệt độ đó chỉ là ở trên nhiệt độ tới hạn trên, để ngăn chặn các hạt dung dịch từ phát triển quá lớn. Ví dụ, khi thép được nung nóng trên nhiệt độ tới hạn trên, các hạt nhỏ hình thức austenite. Những phát triển lớn hơn khi nhiệt độ tăng lên. Khi bị làm lạnh rất nhanh chóng, trong một sự biến đổi Mactenxit, Austenit hạt có kích thước trực tiếp ảnh hưởng đến martensitic hạt kích thước. Hạt lớn hơn có hạt lớn-ranh giới, trong đó phục vụ như điểm yếu trong cấu trúc. Kích thước hạt thường được kiểm soát để giảm xác suất vỡ. [12] Việc chuyển đổi khuếch tán là rất phụ thuộc thời gian. Làm mát một kim loại thường sẽ ngăn chặn sự kết tủa ở nhiệt độ thấp hơn nhiều. Austenit, ví dụ, thường chỉ tồn tại trên nhiệt độ tới hạn trên. Tuy nhiên, nếu austenite được làm lạnh đủ nhanh, việc chuyển đổi có thể được ngăn chặn hàng trăm độ dưới nhiệt độ thấp hơn rất quan trọng. Austenite như vậy là rất không ổn định, và nếu có đủ thời gian, sẽ kết tủa thành vi cấu trúc khác nhau của ferrite và cementite. Tốc độ làm mát có thể được sử dụng để kiểm soát tốc độ tăng trưởng hạt hoặc thậm chí có thể được sử dụng để sản xuất vi cấu trúc một phần martensitic. [13] Tuy nhiên, việc chuyển đổi Mactenxit là thời gian độc lập. Nếu hợp kim được làm lạnh đến việc chuyển đổi martensite (Ms) nhiệt độ trước khi vi cấu trúc khác có thể hình thành đầy đủ, việc chuyển đổi sẽ thường xảy ra ở ngay dưới tốc độ âm thanh. [14] Khi austenite được làm lạnh chậm đủ rằng một sự biến đổi Mactenxit không xảy ra, kích thước hạt austenite sẽ có ảnh hưởng đến tỷ lệ mầm, nhưng nó thường là nhiệt độ và tốc độ làm mát điều khiển kích thước hạt và vi cấu trúc. Khi austenite được làm lạnh rất chậm, nó sẽ tạo thành tinh thể ferrite lớn chứa đầy vùi hình cầu của Xementit. Vi cấu trúc này được gọi là "sphereoidite." Nếu làm lạnh nhanh hơn một chút, sau đó pearlite thô sẽ hình thành. Thậm chí nhanh hơn, và tốt pearlite sẽ hình thành. Nếu làm mát nhanh hơn, bainite sẽ hình thành. Tương tự như vậy, các vi cấu trúc cũng sẽ hình thành nếu được làm lạnh tới một nhiệt độ cụ thể và sau đó tổ chức ở đó trong một thời gian nhất định. [15] Hầu hết các hợp kim kim loại màu cũng được nung nóng để hình thành một giải pháp. Thông thường, đây là những sau đó làm lạnh rất nhanh chóng để tạo ra một sự biến đổi Mactenxit, đưa giải pháp vào trạng thái bão hòa. Các hợp kim, ở trong tình trạng nhẹ nhàng hơn nhiều, sau đó có thể lạnh làm việc. Làm việc lạnh Điều này làm tăng sức mạnh và độ cứng của hợp kim, và các khiếm khuyết gây ra bởi biến dạng dẻo có xu hướng để tăng tốc độ kết tủa, làm tăng độ cứng vượt quá những gì là bình thường đối với các hợp kim. Thậm chí nếu không lạnh làm việc, các chất hòa tan trong các hợp kim thường sẽ kết tủa, mặc dù quá trình này có thể mất nhiều thời gian hơn. Đôi khi các kim loại này sau đó được đun nóng đến nhiệt độ đó là dưới thấp quan trọng (A1) nhiệt độ, ngăn ngừa tái kết tinh, để tăng tốc độ lên lượng mưa.