بینیت-باینیت-Bainite

بینیت (Bainite) یک محصول ریزساختاری از تجربۀ اوتکتوئید است. این ساختار هنگامی ایجاد می شود که یک فاز (ماده) دما-بالا هنگام سرمایش، به دو فاز متفاوت تجزیه می شود.

بینیت یک ریزساختار صفحه مانند است. که درون فولا در دمای 250 تا 550 درجه سلسیوس به وجود می آید (بسته به آلیاژ فولاد).

بینیت یکی از محصولاتی است. که از خنک کردن آستنیت (ساختار کریستالی FCC) آهن در دمای بحرانی 727 درجه سلسیوس ممکن است به وجود آید.

دو دانشمند به نام های دیونپورت (ِDavenport) و بین (Bain). این ریزساختار را از نظر شکل به مارتنزیت عملیات حرارتی شده توصیف کردند.

این ساختار معمولاً از سمانتیت و فریت اشباع شده از نابجایی تشکیل شده است. تمرکز زیاد نابجایی ها در فریت موجود در بینیت استحکام این فریت را از حالت عادی بیشتر می کند.

محدوده دمای لازم برای تبدیل آستنیت به بینیت همان محدوده لازم برای تبدیل پرلیت به مارتنزیت است. در هنگام شکل گیری بر اثر خنک شدن پیوسته. نرخ تبرید برای تشکیل بینیت از این نرخ برای پرلیت سریع تر است. اما از نرخ تبرید مورد نیاز برای تشکیل مارتنزیت کمتر می باشد.

تفاوت این ساختار با پرلیت در ریخت شناسی آن است. بینیت مخلوط غیر لایه ای است و زمانی به وجود می آید که سرعت رشد دو فاز محصول متفاوت باشد.

با اینکه ساختار بینیت در بسیاری از آلیاژهای غیر فلزی نیز دیده شده است. اما تحقیقات در این زمینه عمدتاً بر روی آلیاژهای فولادی متمرکز بوده است.

ریزساختار مارتنزیت در نگاه اول تقریباً یکی به نظر می رسد. این به دلیل یکی بودن جنبه های زیادی از مکانیزم های تبدیل آنهاست. به هر حال تفاوت های مورفولوژی ای وجود دارد . که برای مشاهده نیاز به میکروسکوپ الکترونی می باشد. در زیر میکروسکوپ نوری ریزساختار بینیت به نظر تیره تر از مارتنزیت است. که علت آن تفاوت در بازتابش نور است.

بینیت از لحاظ سختی بین پرلیت و مارتنزیت قرار گرفته است. به همین دلیل ریزساختار بینیت مفید است چرا که هیچ عملیات حرارتی اضافه ای پس تبرید اولیه نیاز ندارد.

شکل گیری

بالاتر از 900 درجه سانتیگراد یک فولاد کم کربن به طور کامل از آستنیت تشکیل شده است. یک فاز درجه حرارت بالا از آهن (دیگری فریت دلتاست در دماهای حتی بالاتر). در زیر حدود 700 درجه سانتیگراد (727 درجه سانتیگراد در آهن یوتکتیک). آستنیت از لحاظ ترمودینامیکی ناپایدار است و تحت شرایط تعادل، واکنش یوتکتوئید انجام می شود. و پرلیت – ترکیبی از فریت و سیمانتیت (Fe3C) تشکیل می شود. علاوه بر ملاحظات ترمودینامیکی که توسط نمودار فاز نشان داده شده است. تغییرات فاز در فولاد به شدت تحت تأثیر سینتیک شیمیایی قرار دارد. این منجر به پیچیدگی ریزساختارهای فولادی می شود که به شدت تحت تأثیر میزان خنک کننده قرار دارند. این را می توان با یک نمودار تبدیل خنک کننده (CCT) نشان داد. که زمان لازم برای شکل گیری یک فاز را. زمانی که یک نمونه با یک نرخ خاصی سرد می شود، نشان می دهد.

اگر فولاد به آرامی خنک شود، تغییر شکل با پیش بینی های تعادلی یکی خواهد شد. و پرلیت بر ساختار ریزساختار با رگه هایی از فریت پرویوتکتوئید یا سمانتیت بسته به ترکیب شیمیایی تسلط خواهد یافت. با این حال، تبدیل از آستنیت به پرلیت، یک واکنش بازسازی وابسته به زمان است. که نیاز به حرکت بزرگ در اتم های آهن و کربن دارد. در حالی که کربن بین نشینی به راحتی حتی در دماهای متوسط نفوذ می کند. نفوذ آهن در خود در دمای زیر 600 درجه سانتی گراد بسیار کند است. تا زمانی که برای تمام اهداف عملی متوقف شود. بعنوان یک نتیجه فولادی که به سرعت سرد می شود. میتواند به دمایی برسد که در آن پرلیت دیگر نمی تواند تشکیل شود.

آستنیت که بسیار سریع می شود می تواند مارتنزیت را بدون هیچ گونه نفوذ آهن یا کربن. به وسیلۀ برش ساختار کریستال FCC آستنیت به ساختار تتراگونال تبدیل کند. این فاز غیر تعادلی تنها می تواند در دماهای پایین شکل بگیرد. جایی که نیروی محرکه عکس العمل برای غلبه بر فشار کششی قابل توجهی که تحریک شده است، کافی است. این تغییر شکل اساساً مستقل از زمان است. با کسر فازی که تنها وابسته به درجه خنک کردن زیر دمای بحرانی شروع مارتنزیت است. علاوه بر این، این تغییر بدون نفوذ اتم های بین نشین یا جای نشین رخ می دهد. و بنابراین مارتنزیت ترکیب والدین آستنیت را به ارث می برد.

نظریه نفوذ

نظریه نفوذ فرآیند تغییر شکل بینیت مبتنی بر این فرض است که یک صفحه فریت بینیتی با یک مکانیزم مشابه به عنوان فریت Widmanstätten  در دماهای بالاتر رشد می کند. بنابراین نرخ رشد آن بستگی دارد به اینکه کربن با چه سرعتی می تواند. از فریت در حال رشد به آستنیت نفوذ کند. تصور غلط رایج این است. که این مکانیزم امکان وجود رابط های منسجم و کاهش انرژی سطح را از بین می برد. در حقیقت پذیرفته شده است که تشکیل فریت Widmanstätten  با نفوذ کربن کنترل می شود و نشان می دهد که سطح مشابهی نیز وجود دارد.

مورفولوژی

بطور معمول بینیت بعنوان یک مجموعه شناخته میشود که از صفحات فریت (زیر واحد) جدا شده با حفظ آستنیت. مارتنزیت یا سمانتیت، در حالی که زیر واحدها. در هنگام مشاهده در یک بخش دو بعدی جدا از هم به نظر می رسیدند. در واقع در ابعاد سه بعدی با هم مرتبط هستند. و معمولاً بر روی صفحه لنینی شکل یا مورفولوژی لات (Lath) قرار می گیرند. شیارها، خود، گُوِه شکل با انتهای ضخیم تر مرتبط با مکان های جوانه زنی هستند.

ضخامت صفحات فریتی با افزایش دما تغییر می یابد. مدل های شبکه عصبی نشان داده اند که این تغییر، اثر مستقیم درجه حرارت نیست. بلکه به دلیل وابستگی دمای نیروی محرکه و نیروی عکس العمل و قدرت آستنیت اطراف صفحات است. در دماهای بالاتر و در نتیجه تبرید کمتر، کاهش نیروی محرک ترمودینامیکی موجب کاهش میزان جوانه زنی می شود. که اجازه می دهد تا صفحات به تنهایی و جدا جدا بزرگتر شوند. قبل از اینکه بتوانند به یکدیگر آسیب برسانند. علاوه بر این، رشد صفحات باید توسط جریان پلاستیکی در آستنیت اطراف متبلور شود. که اگر آستنیت قوی باشد و در برابر رشد بشقاب مقاومت کند این کار سخت می شود.

فولاد رسول دلاکان

با سالها تجربۀ ارزشمند و گرانبها در عرصه تأمین و توزیع انواع ورق آلیاژی و انواع فولاد آلیاژی. با گواهینامه ها و آنالیزهای معتبری که ضمیمه محصولاتش به مشتریان خویش ارائه داده است. توانسته رضایتمندی مشتریان خویش را همواره فراهم آورد.

صنعتگر شریف و گرامی از اینکه ما را جهت خرید کالا (فولاد آلیاژی) مورد نیاز خویش. انتخاب می نمایید از شما سپاسگزاریم.

ارتباط با ما
09122136675 – 02128423820-09922704358
واتس آپ: 09122136675
اینستاگرام: fooladdalakan
ایمیل : fooladrasuldalakan@gmail.com