مارتنسيت

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
أطوار سبيكة الحديد ع · ن · ت

فيريت (حديد ألفا، حديد دلتا، طري)
أوستنيت (حديد غاما; أقسى)
سفيروديت
برليت (88% فيريت، 12% سمنتيت)
باينيت
مارتنسيت
ليد يبوريت (فيريت-سمنتيت أصهرية، 4.3 % كربرون)
سمنتيت (كربيد الحديد، Fe3C; الأقسى)

تصنيفات الفولاذ

فولاذ كربوني (≤2.1% كربون; سبيكة مخففة)
فولاذ مقاوم للصدأ (+كروم)
فولاذ ماراجين (+نيكل)
فولاذ سبائكي (قاسي)
فولاذ العِدد (الأقسى)

مواد حديدية أخرى

حديد الزهر (>2.1% كربون)
حديد مطيلي
حديد مطاوع (يحتوي على الخبث)

المارتنسيت في صلب AISI 4140

المارتنسيت سمي بهذا الاسم نسبة إلي عالم المعادن الألماني أدولف مارتينس (1850-1914)، غالبا ما يشير إلي هيكل بلوري للصلب في غاية الصلادة، كما أنها تشير إلى أي تركيب بلوري يشكل عن طريق التحول الاستبدالي للروابط دون أستبدال الروابط الأولية displacive) transformation). وهو يشمل فئة من المعادن الصلبة تحدث على شكل شرائح أو لوحة من حبيبات الكريستال. عندما ينظر أليها في مقطع عرضي، حبوب الكريستال العدسي (علي شكل عدسه) تظهر بشكل أبري (على شكل أبره)، والتي تكون في بعض الأحيان موصوفة بشكل غير صحيح.


في سنة 1890، درس العالم مارتينس عينات مختلفة من الصلب تحت الميكروسكوب، ووجد أن أكثر الصلب صلادة كان له هيكل بلوري منتظم.[1] وكان أول من شرح سبب توسع أختلاف الخواص الميكانيكية للصلب. ومنذ ذلك الحين وجدت هياكل المارتنسيك في العديد من المواد العملية الأخرى، بما في ذلك سبائك الذاكرة المشكلة والسيراميك المتحول-المشدد.[2]


يتم تشكيل المارتنسيت عن طريق التبريد السريع ( التبريد المفاجئ) من الأوستنيت التي تعوق ذرات الكربون التي ليس لديها الوقت لتنتشر خارج التركيب البلوري. رد فعل المارتينزيت يبدأ خلال التبريد عندما يصل الأوستنينيت إلي بداية درجة حرارة المارتنسيت (Ms: martensite start temperature) ويصبح أصل الأوستينيت غير مستقر ميكانيكيا. في درجة حرارة ثابتة تحت بداية درجة حرارة المارتنسيت (Ms)، جزء بسيط من أصل الأوستنيت يتحول بسرعة، وبعد ذلك لن يحدث مزيدا من التحول. عندما تنخفض درجة الحرارة، مزيدا من الأوستينيت يتحول ألي مارتنسيت. وأخيرا،عندما يصل المارتنسيت إلى درجة حرارته النهائية (Mf)، يكتمل التحول.ويمكن أيضا تشكيل المارتنسيت من خلال تطبيق الضغط (وكثيرا ما تستخدم هذه الخاصية في تشديد السيراميك مثل إيتريوم الزركونيوم المستقر (YSZ)وفي أنواع خاصة من الصلب مثل الصلب المتحول بفعل اللدونة. وبالتالي، يتأثر المارتينزيت بالحرارة والإجهادات الناجمة.[3]


واحد من الاختلافات بين المرحلتين هو أن المارتنسيت له جسم محوره رباعي الزوايا التركيب البلوري (BCT)، في حين الأوستينيت له وجه محورها مكعب التركيب البلوري (FCC). الانتقال بين هذين الهيكلين يتطلب القليل جدا من طاقة التنشيط الحراري لأنه تحول مارتنسيتي، مما يؤدي إلي إعادة ترتيب دقيقة ولكنها سريعة لمواقع الذرات. وكان من المعروف أن يحدث في درجات الحرارة المنخفضة جدا.[4] المارتينزيت لديه أدني كثافة من الأوستينينت، ولذلك ينتج عن تحول المارتينزيت تغير نسبي في الحجم.[5] ومما له أهمية أكبر بكثير من تغير الحجم هو إجهاد القص والذي بلغت قوته حوالي 0.26 والذي يحدد شكل لوحات المارتينزيت.[6]

المارتينزيت لا يظهر في الطور المتوازن في مخطط الطور للحديد والكربون لأنها ليست مرحلة (طور) توازن.أطوار تشكيل التوازن في معدلات التبريد البطيء يتيح وقتا كافيا للنشر، في حين يتشكل المارتينزت في معدلات تبريد سريعة. منذ العمليات الكيميائية (تحقيق التوازن ) تعجل عند ارتفاع درجة الحرارة، المارتينزيت يتلف بسهوله بواسطة تطبيق الحرارة. وهذا ما يسمى عملية التطبيع. في بعض السبائك، يتم تقليل التأثير عن طريق إضافة عناصر مثل التنجستين التي تتداخل مع تنوي السمنتيت، ولكن في أكثر الأحيان، يتم أستغلال هذه الظاهرة بدلا من ذلك. حينما يكون التبريد من الصعب السيطرة عليه، العديد من الصلب يبرد لإنتاج فرط من المارتينزيت، ثم خفف تدريجيا للحد من تركيزها حتى الهيكل المناسب لتحقيق التطبيق المقصود. الكثير من المارتينزيت يترك الصلب هش، القليل جدا يترك الصلب لين.

انظر أيضا[عدل]

مراجع[عدل]

  1. ^ "A.Q. Khan، University of Leuven، Belgium">Khan، Abdul Qadeer (March 1972) [1972], "3", The effect of morphology on the strength of copper-based martensites،, 1 (باللغة German and English) 1 (الطبعة 1), Leuven، Belgium: A.Q. Khan، University of Leuven، Belgium, صفحة 300 
  2. ^ "A.Q. Khan، University of Leuven، Belgium">Khan، Abdul Qadeer (March 1972) [1972], "3", The effect of morphology on the strength of copper-based martensites،, 1 (باللغة German and English) 1 (الطبعة 1), Leuven، Belgium: A.Q. Khan، University of Leuven، Belgium, صفحة 300 
  3. ^ "A.Q. Khan، University of Leuven، Belgium">Khan، Abdul Qadeer (March 1972) [1972], "3", The effect of morphology on the strength of copper-based martensites،, 1 (باللغة German and English) 1 (الطبعة 1), Leuven، Belgium: A.Q. Khan، University of Leuven، Belgium, صفحة 300 
  4. ^ "A.Q. Khan، University of Leuven، Belgium">Khan، Abdul Qadeer (March 1972) [1972], "3", The effect of morphology on the strength of copper-based martensites،, 1 (باللغة German and English) 1 (الطبعة 1), Leuven، Belgium: A.Q. Khan، University of Leuven، Belgium, صفحة 300 
  5. ^ EM2>Ashby، Michael F.؛ & David R. H. Jones (1992) [1986]. Engineering Materials 2 (الطبعة with corrections). Oxford: Pergamon Press. ISBN 0-08-032532-7. 
  6. ^ EM3>Bhadeshia، H. K. D. H. (2001) [2001]. Geometry of Crystals (الطبعة with corrections). London: Institute of Materials. ISBN ISBN 0-904357-94-5.