טיפולים תרמיים של פלדות דיאגרמת T.T.T

טיפולים תרמיים של פלדות דיאגרמת T.T.T 1. מטרה הכרת מעברי פאזות וטיפולים תרמיים חשובים בפלדות. 2. רקע תיאורטי הפלדות מהוות עד היום את אחת המתכות השכיחות ביותר לשימושים הנדסיים. הסיבות לכך, ראשית ברזל הוא יסוד שכיח למדי בקרום כדור הארץ, שנית התכונות המכאניות של נתכי ברזל נתונות לשליטה בשל מעברי פאזות מיוחדים המתרחשים במצב מוצק ובעת קירור הפאזה האוסטניטית לטמפרטורת החדר. ניסוי המעבדה הנוכחי עוסק במעברי פאזות אלו. כשמחממים נתכי ברזל פחמן ונתכים מסוגסגים בכמויות קטנות של מסגסגים מתכתיים מתחילות הפאזות של טמפרטורת החדר להפוך לאוסטניט מעל לטמפרטורה האוטקטואידית A1 בדיאגרמת הפאזות (איור 1). איור 1: א. קטע מדיאגרמת הפאזות ברזל פחמן, ב. דיאגרמה סכמטית המתארת את תוצרי הפירוק של אוסטניט בפלדה היפואויטקטואידית: (a) 1% ferrite, (b) 99% ferrite, (A)1% pearlite, (B) 99% pearlite, (C) 1% upper bainite, (D) 99% upper bainite, (F) 99% lower bainite, (Ms) martensite finish 1

מהדיאגרמות הללו ניתן לראות שהמעבר מסתיים מעל לקווים A3 או,Acm בהתאם להרכב הפלדה. בקירור איטי צפוי האוסטניט להתפרק לפאזה ראשונית פריט, כשתכולת הפחמן קטנה מההרכב האוטקטואידי ולפאזה ראשונית צמנטיט כשתכולת הפחמן גבוהה מההרכב האוטקטואידי. מתחת ל A1 צפוי ששארית האוסטניט יתפרק למבנה אוטקטואידי של פריט וצמנטיט. בקצבי קירור מהירים יותר ישנם חמישה תוצרים המתקבלים בחמישה תהליכים שונים שמתחרים ביניהם. מנגנוני ההיווצרות שלהם שונים, אך כולם (מלבד המרטנזיט) מאופיינים בעקומת C הניתנת לתיאור דו מימדי של זמן טמפרטורה, שמתאר את תנאי היווצרותם. ארבעת עקומות ה C חופפות ומתמזגות לדיאגרמת TTT של הפלדה. דיאגרמת TTT מלאה כוללת את עקום התחלת היווצרות של כל פאזה ועקום סיום ההיווצרות שלה (איור 1). המרטנזיט נבדל מן הפאזות האחרות בשל העובדה שהיווצרותו היא למעשה מיידית וכמות המרטנזיט תלויה בטמפרטורה ולא בהמשך השהייה של הפלדה בטמפרטורה זו. להלן נדון בכל חמישה מוצרי הפירוק של האוסטניט. מעברי פאזות דיפוזיוניים הם מעברים המתרחשים במנגנון של נביטה וגידול. צבירים קטנים של אטומים מתארגנים בפאזה הישנה למבנה של פאזה חדשה. צבירים אלה נקראים נבטים.(Nucleus) גם בטמפרטורות בהם הפאזה החדשה יציבה מבחינה תרמודינמית הנבטים צריכים לעבור מחסום אנרגיה הנקרא אנרגיה קריטית לנביטה Q, N ואז הם נעשים יציבים ויכולים להמשיך לגדול. מהירות הגידול נותרת בדרך כלל קבועה עד ששני גבישים חדשים נפגשים וגידולם נפסק. קצב הנביטה משתנה עם הטמפרטורה על פי משוואת ארהניוס שמתארת את סיכויי הנבטים לחצות את מחסום האנרגיה הקריטית: (1) N N e Q RT N N e C1 4 T T T כאשר,N C 1 הם קבועים, אנרגיית השטח של הנבט, גם קצב הגידול G משתנה עם הטמפרטורה באופן דומה: T מידת קירור היתר. T A1 (2) G G e Q RT G G e C 2 2 T T הנפח הכללי של הפאזה החדשה, V, גדל עם הזמן באופן שקשור למכפלה של קצב הנביטה בקצה הגידול: (3) V V n m 1 EXP( C3G N t) כאשר C 3,m,n קבועים, V הנפח הכללי ו t הזמן. 2

האופן שבו מוחלף הנפח של הפאזה הישנה בפאזה החדשה מתואר באיור 2. עקומה מסוג זה נקראת סיגמואידה: מעבר הפאזות מורגש רק לאחר זמן דגירה (אינקובציה), t i לאחריו קצב גידול הנפח של הפאזה החדשה הוא מהיר. כשמתחילים מפגשים בין גרעינים הגדלים במקביל, קצב גידול הנפח הולך וקטן עד שהגידול נפסק. השתנות זמן הדגירה עם טמפרטורה היא עקומת ההתחלה של מעבר פאזות בדיאגרמת TTT והיא עקומת C בגלל הקשר שלה למכפלה מקבילה לעקומת ההתחלה. G n N m (ראה תדריך לנושא התמצקות). עקומת הסיום. איור 2: מהלך התפרקות האוסטניט לפרליט בפלדה אוטקטואידית ב 705 C 1. פאזות ראשוניות פריט או צמנטיט נוצרות בהרכבים משני צדי האוטקטואיד בטמפרטורות קרובות לטמפרטורה האוטקטואידית. חלקיקי הפאזות הראשוניות גדלים בשתי צורות אופייניות (איור 3): א. ב. פריט או צמנטיט שגדלים לאורך גבולות הגרעינים. מניחים שחלקיקים אלו קוהרנטיים עם אחד הגרעינים ואינם קוהרנטיים עם הגרעין השני של האוסטניט שנפגש בגבול. צורות אלו נוצרות בתנאים קרובים לשווי משקל, כלומר במשך זמן ממושך בטמפרטורה גבוהה או בקירור איטי. לוחות Widmanstatten גידול חלקיקי פריט או צמנטיט שנובטים בגבולות האוסטניט וגדלים לעומק הגרעין. צורתם האופיינית בחתך מטלוגרפי היא מחטנית. הם נוצרים בטמפרטורות נמוכות יותר ובקצבי קירור גדולים יותר. 3

איור 3: א. צורות שונות של פריט ראשוני בפלדת פחמן 0.4%C לאחר אוסטניזציה ב 1350 C וקירור איטי. ב. מיון סכמטי של הצורות השונות של הפריט בפלדות איור 4: תיאור סכמטי של הפילוג מחדש של פחמן וברזל בעת גידול פרליט 4

0.77C 0.02C Fe3C6. 67C 2. פרליט הוא תוצר ההתפרקות האוטקטואידי של האוסטניט: היווצרות פרליט מתחילה בנביטה של גביש של פריט או של צמנטיט. הפריט דוחה את עודף הפחמן לסביבתו ולכן מסייע לנביטה ולגידול של גבישי צמנטיט סביבו. גבישי צמנטיט אוספים אטומי פחמן ודוחים אטומי ברזל וכך מסייעים לגידול של גבישי פריט סביבם (איור 4). החלפת חומר בין שתי הפאזות מנוהלת באמצעות דיפוזיה בחזית הגידול והגבישים גדלים בצורת לוחות מסועפים (lamella) (איור 5). נמצא שכל לוחות הצמנטיט במושבה של פרליט מחוברים יחד ונובעים ממקור אחד וכך גם כל לוחות הפריט. כשהטמפרטורה של מעבר הפאזות גבוהה, טווח הדיפוזיה יכול להיות גדול והלוחות של פריט וצמנטיט הם עבים. כשהטמפרטורה נמוכה טווח הדיפוזיה קטן והלוחות נעשים עדינים יותר. רוחב הלוחות נמצא יחסי הפוך למידת קירור היתר Zener הראה שבמצב זה קצב הגידול של הפרליט הוא מירבי.. 1 T T A T איור 5: טרנספורמציה פרליטית בפלדה אוטקטואידית ב 705 C ולאחר אוסטניזציה ב 860 C 5

איור 6: תאור סכמטי של גידול ביניט תחתון (א) וביניט עליון (ב) הלוחיות הבהירות הן פריט, החלקיקים הכהים הם צמנטיט. לפי הסבר זה ההבדל בין שתי צורות הביניט הוא באתרי נביטה של הצמנטיט: בחזית הלוחיות בביניט תחתון ובין הלוחות בביניט עליון [4]. (ג) הצגה סכמטית תלת ממדית של גידול ביניט תחתון. כיוון הגידול של הפריט והצמנטיט נטויים זה בזה. (ד) תמונת מיקרומבנה במיקרוסקופ אור של ביניט תחתון בפלדה 0.17%C לאחר מעבר פאזות איזותרמי ב 450 C משך 10 שניות. [X2000] 3. ביניט כשאוסטניט מקורר מהר לטמפרטורה נמוכה יותר, הוא מתפרק לביניט. בהמשך למגמה שפגשנו בפרליט, הביניט הוא תערובת עדינה מאוד של פריט וצמנטיט, אך צורתם אינה צורת לוחות. בטמפרטורות יחסית גבוהות נוצר ביניט עליון שצורתו במיקרוסקופ אור כנוצות. רק במיקרוסקופ אלקטרונים מוצאים שהנוצות הן אלומות (laths) של פריט וביניהם גבישים ארוכים של צמנטיט. בטמפרטורות הנמוכות יותר נוצר ביניט תחתון שצורתו לוחות מחטיים.(acicular) תוך גידול מחטי הפריט נפרשים בתוכם גבישים קטנים מאוד של צמנטיט וקרבידי מעבר (ראה פרק הרפיה) (איור 6). לביניט עשוי להיות צירוף של חוזק ומשיכות טוב יותר מזה של פלדות מחוסמות ומורפות. הפריט בביניט מכיל 3 מבנים צפופים של נקעים שקובעים את תכונותיו המכאניות ומלמדים שהיווצרותו אינה תהליך טהור של דיפוזיה אלא הוא כולל עם גזירה. 6

איור 7: (א) תא היחידה BCT בתוך מבנה FCC של אוסטניט. (ב) תא BCT לפני ואחרי היווצרות המרטנזיט. השינוי במבנה מלווה בגזירה במישור (110). (ג) שינוי פרמטר הסריג הטטרגונלי במרטנזיט כתלות בריכוז הפחמן 4. מרטנזיט תוצר הפירוק של אוסטניט בטמפרטורות הנמוכות ביותר או במצבי קירור היתר הקיצוניים ביותר. כשהטמפרטורה יורדת מתחת לטמפרטורת התחלת היווצרות המרטנזיט,,Ms מופיעים גבישי המרטנזיט הראשונים. כשהטמפרטורה יורדת עוד נוצרים גבישים חדשים והם גדלים במהירות קרובה למהירות הקול בפלדה עד שהם נעצרים. השהיה בטמפרטורה קבועה לא מגדילה את כמות המרטנזיט (איור 8). הרכב גבישי המרטנזיט זהה להרכב האוסטניט ומעבר הפאזה אינו מלווה כלל בפילוג מחדש של פחמן והברזל. ברור שזהו מנגנון חדש של מעבר פאזות שאינו תלוי בדיפוזיה אלא בתנועה קואופרטיבית של כל האטומים במישור הגבול בין המרטנזיט והאוסטניט או התמוטטות של הסריג מהמבנה הישן למבנה החדש. שינוי המבנה במעבר מאוסטניט למרטנזיט מתואר באיור 7. אטומי הפחמן נותרים לכודים באחד משלושה סוגי אתרי חדירה במבנה BCC ולכן אחד משלושת הצירים של תא היחידה נותר ארוך מן האחרים והמבנה הוא טטרגונלי ממורכז גוף. ההבדל בין הגובה לצלע הבסיס גדל עם ריכוז הפחמן (איור 7 ג). הכוח המניע לשינוי המבנה מאוסטניט למרטנזיט הוא ירידה גדולה באנרגיה החופשית במבנה BCC או BCT יחסית למבנה.FCC שינויי מבנה אלה מלווים גידול נפח של כ 4% ויוצרים מאמצים פנימיים גדולים מאוד סביב כל גביש של מרטנזיט. המאמצים הפנימיים בולמים את היווצרותו של גביש המרטנזיט עד שהכוח המניע גדול מספיק, מצב שמושג כשהטמפרטורה יורדת מתחת ל.Ms גם אז גידול של גביש מושלם של מרטנזיט יהיה 7

כרוך באנרגית עיבורים גדולה. הדרך להקטין את אנרגית העיבורים מבלי לשנות את מבנה ה BCC היא דפורמציה פלסטית שמאפשרת לגביש המרטנזיט לגדול במקביל למישור קריסטלוגרפי קבוע של האוסטניט. בחומרים גבישיים יש שני מנגנונים לדפורמציה פלסטית: גזירה ע"י נקעים וע"י תאומים. בפלדות דלות פחמן מנגנון הדפורמציה הוא גזירה ע"י נקעים. המרטנזיט שנוצר הוא דמוי נוצות או אלומות martensite) (lath שמתגלות באיכול בגלל כיווניות שונה של "הגבעולים" שבאלומה (איור 9 8, א ב). רק במיקרוסקופ אלקטרונים ניתן להבחין ב"גבעולים" הבודדים ממש והם עדינים מאוד ומכילים צפיפות גבוהה מאוד של נקעים. א. איור 8: ב. תלות Ms וצורת גבישי המרטנזיט בהרכב הפלדה, גידול כמות המרטנזיט עם ירידת הטמפרטורה מתחת ל Ms בפלדות עתירות פחמן מנגנון הדפורמציה הוא גזירה על ידי תאומים. המרטנזיט הנוצר דמוי לוחות martensite) (plate (איור 9 8, ב ג, 10). צורת כל החתכים של מרטנזיט לוחי היא צורת עדשה ולכן מניחים שצורתו המרחבית היא דסקה. כל דסקה גדלה במקביל למישור קריסטלוגרפי מוגדר של האוסטניט בגלל דפורמציה פנימית ויצירת מערך צפוף של תאומים. מעבר פאזות מרטנזיט אינו מיוחד רק לפלדות. הוא מתרחש במתכות, בחומרים קרמיים וגם בחלבונים. אחת מתכונות המעבר המרטנזיטי בפלדה היא שהמעבר יוצר את אחד המבנים הקשים ביותר בטבע. איור 11 מראה את הקושי של המרטנזיט שנוצר בפלדות פחמן כפונקציה של ריכוז הפחמן. את הסיבות לקושי גבוה זה רואים בשלושה מנגנונים: א. הקשיה ע"י המסה אטומי הפחמן יוצרים עיוות במבנה הגבישי המפריע מאוד להחלקת נקעים. 8

ב( ד( ג( ב. ג. הקשיה ע"י גודל גרעין גבישי המרטנזיט קטנים בהרבה מגבישי האוסטניט ומכילים צפיפות מאוד גבוהה של פגמים נקעים וגבולות תאומים שמפריעים להחלקה. הקשיה ע"י התבדלות עודף הפחמן נוטה להתבדל לקרבידים זעירים וצפופים מאוד. המרטנזיט של פלדות מיוחד גם בכך שהוא מטסטבילי. העלאת הטמפרטורה גורמת להתפרקותו, לירידה של הקושי ועליה במשיכות וסבילות השבר. תהליכים אלה נקראים הרפיה והם שלב הכרחי בטיפול תרמי של פלדות מחוסמות, כי במצב המחוסם בלבד הן כמעט תמיד פריכות מדי לשימוש הנדסי. איור 9: מבנה סכמטי של מרטנזיט: (א) מרטנזיט אלומתי, ( מרטנזיט לוחי, ( ו ( מתארים את מנגנוני הדפורמציה הפנימיים שמצמצמים את שינוי הצורה הכללי במרטנזיט ע"י החלקת נקעים במרטנזיט אלומתי (ג), ע"י תאימה במרטנזיט לוחי (ד) 9

איור 10: התפתחות מבנה מרטנזיט לוחי עם הירידה בטמפרטורה בפלדה (X500) 1.8%C 10

איור 11: שינוי הקושי עם תכולת הפחמן בפלדה עבור תוצרי התפרקות שונים של אוסטניט הרפייה השינויים המבניים שנצפים בעת ההרפיה מסווגים לארבעה שלבים: שלב 100): 250 C ) I שחרור מאמצים, יצירת קרבידי מעבר וירידת ריכוז הפחמן במטריצה לכ 0.25%. התופעה של שחרור מאמצים פנימיים מוסברת כתוצאה של ירידת מאמץ הכניעה עם עליית הטמפרטורה. בגלל ירידת מאמץ הכניעה מתאפשרת דפורמציה פלסטית מקומית שמקטינה את המאמצים השיורים עד לגודל מאמץ הכניעה באותה טמפרטורה. השינוי המבני הראשון שנצפה בעת ההרפיה הוא היווצרותם של קרבידי ε 20A. אורתורומבי בצורת כדורים זעירים שקוטרם כ (Fe 2 (C η הקסגונלי וקרבידי (Fe 2.4 (C קיימות עדויות שאטומי פחמן נאספים לצבירים סביב נקעים ופגמים אחרים כבר בסביבת טמפרטורת החדר. שלב ): 250 300 C ) II טרנספורמציה של אוסטניט שיורי לפריט וצמנטיט מתרחשת רק לאחר התבדלות הקרבידים מן המרטנזיט. שלב ): 250 350 C ) III החלפת קרבידי המעבר בקרביד היציב צמנטיט. הצמנטיט מופיע ככדורים או לוחות ארוכים כנראה לאורך גבולות של לוחות מרטנזיט. 11

בהמשך ההרפיה או בטמפרטורות גבוהות יותר גדלים חלקיקי הצמנטיט והופכים לכדורים גדולים יחסית שניתן לזהותם במיקרוסקופ אור בתוך מטריצה של פריט. הגבולות בין הלוחות או אלומות המרטנזיט נעלמים וגם גרעיני הפריט גדלים (איור 12). IV שלב ) C ): 500 650 הקשיה משנית מתרחשת בפלדות המכילות יסודות שיש להם נטייה ליצור קרבידים יציבים והם ונדיום, מוליבדן, טונגסטן, כרום וטיטניום. קרבידים של יסודות אלה מעידים שקרבידי המסגסגים יציבים יותר מקרבידי הברזל. 0.43%C איור 12: התפתחות המיקרומבנה במהלך הרפיה ב 600 C של פלדה שחוסמה מ (X1000) 850 C השפעת ההרפיה על התכונות המכאניות ככל שטמפרטורת ההרפיה גדלה יורדים הקושי והחוזק ועולה המשיכות של הפלדה (איור 13), ההתקרבות של המאמץ הגבולי למאמץ הכניעה לאחר הרפיה בטמפרטורה גבוהה אופיינית לחומרים משיכים. בפלדות מסוגסגות ביסודות מייצבי קרבידים משתנה מגמת ירידת הקושי כשנוצרים הקרבידים של המסגסגים והקושי גדל שוב, לכן תהליך זה מכונה הקשיה שנייה (איור 14). לנתכים אלה צירוף מעולה של משיכות וסבילות לשבר גבוהים (מכיוון שהמרטנזיט הורפה בטמפרטורה גבוהה) חוזק גבוה (בשל התבדלות הקרבידים שמפריעים להחלקת הנקעים) ויציבות של החוזק בטמפרטורות שירות גבוהות (הקרבידים המחזקים שנוצרו בטמפרטורה גבוהה והם מתמוססים רק בטמפרטורה גבוהה יותר). לכן יש להם שימושים רבים כפלדות כלים, מיסבים ופלדות לשירות בטמפרטורות גבוהות. השינויים במבנה ובתכונות הפלדה בהמשך ההרפיה מתרחשים בגלל אקטיבציה תרמית וחלקן הם תלויים בטמפרטורה וגם בזמן. נמצא שניתן לסכם הרבה ניסויי הרפיה בזמנים שונים לעקומה אוניברסאלית שמתארת את השתנות הקושי, למשל, כפונקציה של,T(20+logt) כאשר T ב t, K זמן בשעות (איור 14). ההתארכות לשבר בניסוי מתיחה 12

ב( רגיל עולה מונוטונית עם עלית הטמפרטורה או משך ההרפיה (איור 12 ב). מסתבר שההתארכות לא מגלה שהפלדה נעשית פריכה בשני תחומיים אופייניים של טמפרטורות ההרפיה. תכונה זו מתגלה רק בניסויי העמסה בקצב גבוה (נגיפה), אז מסתבר שאנרגית הנגיפה קטנה לאחר ההרפיה בטווח טמפרטורות temper martensite ) 250 370 C (embrittlment (איור 15). פלדות כאלו נשברות בשבר בין גרעיני ומניחים שזו תוצאה של התבדלות זרחן לגבולות הגרעינים. ידיעת תחומי פריכות אלה חשובה מאוד. תקנים אוסרים על הרפית פלדות בתחומי פריכות. איור 13: א. הקושי כתלות בתכולת הפחמן של מרטנזיט בנתכי ברזל פחמן בטמפרטורות שונות. שינוי התכונות המכאניות עם טמפרטורת ההרפיה עבור פלדת 4340 מחוסמת בשמן ( 13

איור 14: הקשיה משנית במהלך הרפיה של פלדות בעלות תכולות שונות של מוליבדן איור 15: האנרגיה לשבר (לפי בדיקת נגיפה בשיטת (Charpy כתלות בטמפרטורת ההרפיה עבור פלדות 4340 המכילות כמויות שונות של זרחן. הדגמים עברו אוסטניזציה בטמפרטורה של 870 C, חיסום בשמן והרפיה למשך שעה אחת בטמפרטורה המצוינת 14

3. הציוד הנדרש לניסוי 5 דגמי פלדה מסוג 4340 או 4140. תנור בטמפרטורה של 850 C. תנור בטמפרטורה של 650 C. אמבט מים לחיסום. דיסק חיתוך לדגמים. מכשיר לבדיקת קושי.Rockwell C 4. מהלך הניסוי הכנס את חמשת הדגמים לתנור שחומם מראש לטמפרטורה של 850 C למשך 30 1. דקות, לקבלת אוסטניט. הוצא דגם אחד מתוך החמישה וחסמו מיד במים. 2. הוצא את הדגמים הנותרים לתנור שחומם מראש ל 650 C לפרקי זמן שונים, שייקבעו 3. בעזרת עיון בדיאגרמת TTT רלוונטית ובעצה אחת עם מדריך המעבדה. הוצא את הדגמים, כל אחד בזמנו, וחסמו מיד במים. 4. חתוך כל דגם לשניים. 5. לטש את פני השטח של החתך של כל אחד מחצאי הדגמים. 6. בתום כל טיפול בדוק את הקושי של כל אחד מן הדגמים בשיטת.Rockwell C 7. בחן במיקרוסקופ אור דגמים מוכנים של פלדות שעברו טיפולים תרמיים דומים לטיפולים 8. שהינך מבצע. וודא שאתה מבין את המיקרומבנים השונים. צייר או הדפס באמצעות מחשב מבנים אופייניים. שים לב להגדלות בהם השתמשת ולטיפול התרמי של כל דגם. 5. שאלות לדו"ח מכין 1. ככל שהטמפרטורה יורדת טווח הדיפוזיה מתקצר. א. הסבר מגמה זו, על פי המבנה, ברצף התהליכים מפרליט גס פרליט עדין באניט עליון באניט תחתון. ב. האם מרטנזיט הוא המשך צפוי של רצף זה? ג. אילו תכונות של המעבר המרטנזיטי מראות שבכל זאת זהו מנגנון שונה בעיקרו? 2. נסה להסביר מדוע לא נוצרות פאזות ראשוניות (למשל פריט בפלדות היפואוטקטואידיות) כשמעבר הפאזות מתרחש בטמפרטורה נמוכה בהרבה מ A1. 3. שרטט על עקומת TTT (איורים 17 18) את הניסויים שתבצע בניסוי המעבדה וסמן בה את כל הפאזות שאתה צופה לקבל. 15

4. א. מצא את ההרכב של פלדת 4340 ופלדת 4140. ב. כיצד משפיעים המסגסגים בפלדות אלו על דיאגרמת TTT של הפלדה?.5 באיור 16 מתוארים שינויי המבנה בפלדה 0.05%C, 1.12%Cu, 0.88%Ni, 0.71%Cr לאחר קירור מאוסטניזציה בקצבי קירור שונים. המרכיב הבהיר הוא פריט והכהה הוא פרליט. נסה להסביר את השינויים במבנה. 6. הנחיות לדו"ח מסכם 1. שרטט את קושי הפלדה כפונקציה של משך הטיפול האיזותרמי. כלול בשרטוט גם את הדגם שחוסם ישירות למים. 2. תאר את המיקרומבנים שראית במיקרוסקופ, הסבר כיצד הם נוצרו. 3. עמוד על הקשר בין המבנה והקושי של הפלדה שחקרת. איור 16 16

איור 17 17

איור 18 18

19 :חפסנ היצזינטסוא תרטמ לש היצזינטסואה תודלפ איה איבהל תא לכ קלחה הנבמל,יטינטסוא רמולכ סימהל תא לכ,ןמחפה רושקה לזרבל וא םיגסגסמל,םירחא הזאפב.תיטינטסוא לופיט,היצזינטסוא ומכ לכ לופיט ימרת,רחא אוה לש ףוריצ הרוטרפמט ןמזו הייהשה.הרוטרפמטב תריחב :הרוטרפמט היצזינטסואל האלמ שי אצמיהל לעמ הרוטרפמטה :תיטירקה Ac 1 תודלפב תוידיאוטקטוא ופיה ו Ac m תודלפב.תוידיאוטקטוא רפיה ידכ לידגהל תא בצק היצזינטסואה לבוקמ עצבל התוא הרוטרפמטב ההובגה 30 C ב מ Ac 1 וא.Ac m הלבט 'א תטרפמ תא תורוטרפמטה תויטירקה תודלפל.תוחיכשה הלבט :'א תורוטרפמט תויטירק תודלפל ןמחפ תודלפלו תולד גוסגיס

בחירת זמן: זמן השהייה בתנור צריך להספיק להשלמת שני תהליכים: הטמפרטורה בכל נפח החלק מגיעה לטמפרטורת התנור. א. מעבר הפאזות לאוסטניט מושלם בכל נפח החלק. ב. איור א' מראה שהשלמת האוסטניזציה נמשכת כ 100 10 שניות, והיא תלויה כמובן בטמפרטורה. הגעת כל החלק לטמפרטורת התנור דורשת את מרבית זמן הטיפול. מעריכים את זמן הטיפול לפי הקוטר הגדול ביותר של החלק, D (במילימטר), על פי המשוואה: לפלדות לא מסוגסגות D 2 20 min D לפלדות מסוגסגות 2 30 min ובקירוב, לכל אינטש קוטר דרושה שעה אחת לטיפול אוסטניזציה. איור א': השפעת טמפרטורת האוסטניזציה על קצב היווצרות האוסטניט בפלדה אוטקטואידית. 20

List of references: 1. G. Krauss, "Principles of Heat Treatment of Steel" ASM, 1980. 2. L. E. Samueles, "ptical Microscopy of Carbon Steels" ASM, 1980. 3. Metals Handbook, Heat Treatment, 10 th ed.asm 4. Metallurgical Transaction, 27A, 1559 (1996) 5. R.E Smallman and R.J Bishop "Modern Physical Metallurgy and Materials Engineering, Butterworth Heinemann a division of Reed educational and professional publishing Ltd, 21

22