Perlit - Pearlite

SEM kazınmış perlitin mikrografı, 2000X.

Perlitin atom prob tomografisi. Kırmızı noktalar, karbon atomlarının pozisyonlarını gösterir. Demir atomları gösterilmemiştir. Nanotüp, boyut referansı için gösterilmiştir.

Perlit oluşur ötektoid Demir-karbon faz diyagramının (sol alt tarafa yakın).

Perlit bir iki aşamalı, katmanlı alternatif katmanlardan oluşan (veya katmanlı) yapı ferrit (Ağırlıkça% 87.5) ve sementit (Ağırlıkça% 12,5) bazılarında çelikler ve dökme demir. Bir demir-karbon alaşımının yavaş soğuması sırasında perlit, ötektoid tepki olarak östenit 723 ° C'nin (1,333 ° F) (ötektoid sıcaklığı) altında soğur. Perlit, birçok yaygın çelik sınıfında meydana gelen bir mikro yapıdır.

Östenitin ötektoid bileşimi yaklaşık% 0,8'dir. karbon; daha az karbon içerikli çelik (hipoötektoid çelik ), ötektoid reaksiyona katılmayan ve perlite dönüşemeyen nispeten saf ferrit kristalitlerinin karşılık gelen bir oranını içerecektir. Aynı şekilde daha yüksek karbon içeriğine sahip çelikler (hipereutektoid çelikler ) ötektoid noktasına ulaşmadan sementit oluşturacaktır. Ötektoid noktasının üzerinde oluşan ferrit ve sementit oranı, demir / demir-karbür denge fazı diyagramından hesaplanabilir. kaldıraç kuralı.

Perlitik (ötektoid bileşim) veya perlite yakın mikro yapıya (ötektoide yakın bileşim) sahip çelikler ince teller halinde çekilebilir. Genellikle halatlar halinde bir araya getirilen bu tür teller, ticari olarak piyano telleri, asma köprüler için halatlar ve lastik takviyesi için çelik kordon olarak kullanılır. Yüksek dereceli tel çekme (3'ün üzerindeki logaritmik gerinim), birkaç gigapaskal akma mukavemetine sahip perlitik tellere yol açar. Perliti yeryüzündeki en güçlü yapısal dökme malzemelerden biri yapar.^[1]Bazı hipereutektoid perlitik çelik teller, soğuk tel 5'in üzerindeki gerçek (logaritmik) suşlara çekildiğinde, 6 GPa'nın üzerinde maksimum gerilme mukavemeti bile gösterebilir.^[2] Perlit birçok mühendislik uygulamasında kullanılmasına rağmen, aşırı gücünün kaynağı tam olarak anlaşılamamıştır. Son zamanlarda, soğuk tel çekmenin sadece lamel yapısını rafine ederek perliti güçlendirmekle kalmayıp, aynı zamanda ferrit fazının artan karbon içeriği, ferrit lamellerde deformasyona bağlı kafes kusurları ile ilişkili olarak sementitin kısmi kimyasal ayrışmasına da neden olduğu son zamanlarda gösterilmiştir.^[3] ve hatta kristalden amorf sementite yapısal bir geçiş. Sementitin deformasyona bağlı ayrışması ve mikroyapısal değişimi, karbonun ve diğer alaşım elementlerinin güçlü bir şekilde yeniden dağıtılması gibi diğer birkaç fenomenle yakından ilgilidir. silikon ve manganez hem sementit hem de ferrit fazında; arayüzlerdeki karbon konsantrasyonu gradyanındaki bir değişikliğe bağlı olarak faz arayüzlerindeki deformasyon uyumunun bir varyasyonu; ve mekanik alaşımlama.^[4]

Perlit ilk olarak Henry Clifton Sorby ve başlangıçta sorbit olarak adlandırılır, ancak mikroyapının benzerliği sedef ve özellikle yapının ölçeğinden kaynaklanan optik etki, alternatif ismi daha popüler hale getirdi.

Bainit lamelli benzer bir yapıdır. dalga boyu nın-nin görülebilir ışık ve dolayısıyla bu sedefli görünüme sahip değildir. Daha hızlı soğutma ile hazırlanır. Oluşumu tüm atomların difüzyonunu içeren perlitin aksine, bainit yer değiştirmeli bir dönüşüm mekanizmasıyla büyür.

Perlitin ostenite dönüşümü 723C gibi daha düşük kritik sıcaklıkta gerçekleşir. Bu sıcaklıkta perlit, çekirdeklenme süreci nedeniyle östenite dönüşür.

Ötektoid çelik

Ötektoid çelik prensipte tamamen perlite dönüştürülebilir; hipoötektoid çelikler, normal ötektoidin altındaki bir sıcaklıkta dönüştürülürse tamamen perlitik olabilir.^[5]^[6] Perlit sert ve güçlü olabilir, ancak özellikle zorlu. Güçlü lamelli ferrit ve sementit ağı nedeniyle aşınmaya dirençli olabilir. Uygulama örnekleri şunları içerir: kesici aletler, yüksek güç teller, bıçaklar, keskiler, ve çiviler.

Referanslar

^ Raabe, D .; Choi, P. P .; Li, Y. J .; Kostka, A .; Sauvage, X .; Lecouturier, F .; Hono, K .; Kirchheim, R .; Pippan, R .; Embury, D. (2010), Aşırı deformasyonla işlenen metalik kompozitler - Dökme malzemelerde dayanım sınırlarına doğru, 35, MRS Bülteni, s. 982.
^ Li, Y .; Raabe, D .; Herbig, M. J .; Choi, P.P .; Goto, S .; Kostka, A .; Yarita, H .; Bochers, C .; Kirchheim, R. (2014), Ayrışma, nanokristalin dökme çeliği neredeyse teorik güçle stabilize eder, 113, Fiziksel İnceleme Mektupları, s. 106104, PMID 25238372.
^ Chen, Y. Z .; Csiszár, G .; Cizek, J .; Westerkamp, S .; Borchers, C .; Ungár, T .; Goto, S .; Liu, F .; Kirchheim, R. (2013-04-10). "Soğuk Çekilmiş Perlitik Çelik Tellerin Karbon Zengini Ferritindeki Kusurlar". Metalurji ve Malzeme İşlemleri A. 44 (8): 3882–3889. doi:10.1007 / s11661-013-1723-x. ISSN 1073-5623. S2CID 135839236.
^ Li, Y.J .; Choi, P.P .; Borchers, C .; Westerkamp, S .; Goto, S .; Raabe, D .; Kirchheim, R. (2011), "Perlitte deformasyona bağlı sementit ayrışmasının atomik ölçekli mekanizmaları", Açta Materialia, 59 (10): 3965, doi:10.1016 / j.actamat.2011.03.022.
^ Alvarenga HD, Van de Putte T, Van Steenberge N, Sietsma J, Terryn H (Nisan 2009). "Karbür Morfolojisi ve Mikroyapısının C-Mn Çeliklerinin Yüzeysel Dekarbürizasyon Kinetiğine Etkisi". Metal Mater Trans A. 46: 123–133. doi:10.1007 / s11661-014-2600-y. S2CID 136871961.
^ http://www.engnetglobal.com/tips/glossary.aspx?word=Eutectoid+Steel

daha fazla okuma

Perlit hakkında kapsamlı bilgi
Fiziksel metalurjiye giriş Sidney H. Avner, ikinci baskı, McGraw hill yayınları.
Çelikler: İşleme, Yapı ve Performans, Bölüm 15 Yüksek Karbonlu Çelikler: Tam Perlitli Mikro Yapılar ve Uygulamalar George Krauss, 2005 Baskısı, ASM International.

Dış bağlantılar

İle ilgili medya Perlit Wikimedia Commons'ta

[strong-1] Raabe, D .; Choi, P. P .; Li, Y. J .; Kostka, A .; Sauvage, X .; Lecouturier, F .; Hono, K .; Kirchheim, R .; Pippan, R .; Embury, D. (2010), Aşırı deformasyonla işlenen metalik kompozitler - Dökme malzemelerde dayanım sınırlarına doğru, 35, MRS Bülteni, s. 982.

[strong2-2] Li, Y .; Raabe, D .; Herbig, M. J .; Choi, P.P .; Goto, S .; Kostka, A .; Yarita, H .; Bochers, C .; Kirchheim, R. (2014), Ayrışma, nanokristalin dökme çeliği neredeyse teorik güçle stabilize eder, 113, Fiziksel İnceleme Mektupları, s. 106104, PMID 25238372.

[3] Chen, Y. Z .; Csiszár, G .; Cizek, J .; Westerkamp, S .; Borchers, C .; Ungár, T .; Goto, S .; Liu, F .; Kirchheim, R. (2013-04-10). "Soğuk Çekilmiş Perlitik Çelik Tellerin Karbon Zengini Ferritindeki Kusurlar". Metalurji ve Malzeme İşlemleri A. 44 (8): 3882–3889. doi:10.1007 / s11661-013-1723-x. ISSN 1073-5623. S2CID 135839236.

[strongpearlite-4] Li, Y.J .; Choi, P.P .; Borchers, C .; Westerkamp, S .; Goto, S .; Raabe, D .; Kirchheim, R. (2011), "Perlitte deformasyona bağlı sementit ayrışmasının atomik ölçekli mekanizmaları", Açta Materialia, 59 (10): 3965, doi:10.1016 / j.actamat.2011.03.022.

[Alvarenga-5] Alvarenga HD, Van de Putte T, Van Steenberge N, Sietsma J, Terryn H (Nisan 2009). "Karbür Morfolojisi ve Mikroyapısının C-Mn Çeliklerinin Yüzeysel Dekarbürizasyon Kinetiğine Etkisi". Metal Mater Trans A. 46: 123–133. doi:10.1007 / s11661-014-2600-y. S2CID 136871961.

[6] ttp://www.engnetglobal.com/tips/glossary.aspx?word=Eutectoid+Steel

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]