המבנה האוסטניטי של הסגסוגת

אוסטניט הוא מבנה גבישי חשוב המצוי בפלדה ובסגסוגות אחרות על בסיס ברזל-, הידוע בקשיחות הגבוהה והפלסטיות שלו. לאוסטניט יש מבנה-מעוקב במרכז (FCC), עם אטומי ברזל הממוקמים בקודקודים ובמרכזי הפנים של הקובייה, ופחמן או יסודות סגסוג אחרים יכולים להיות מוצקים-במעיים.

 

אוסטניט הוא מבנה מיקרו של סגסוגת. זה צריך לעמוד בשני תנאים:

1. מבנה הגביש של הסגסוגת הוא מבנה-מעוקב במרכז (FCC).

2. הסגסוגת היא פתרון מוצק.

 

לאוסטניט יש מאפיינים של פלסטיות טובה, מקדם התפשטות תרמית נמוך וביצועים טובים בטמפרטורה גבוהה-. כמעט כל הנירוסטה הנפוצות וסגסוגות-בטמפרטורה גבוהה הן סגסוגות אוסטניטיות.

 

ביישומים מעשיים, הפלסטיות הטובה של סגסוגות אוסטניטיות מאפשרת להן לפעול ביציבות לאורך זמן בטווח טמפרטורות רחב, וזו הסיבה שהפלדות אל-חלד הנפוצות ביותר הן כולן פלדות אל-חלד אוסטניטיות.

 

מאפיין חשוב נוסף של סגסוגות אוסטניטיות הוא הביצועים המצוינים שלהם בטמפרטורה-גבוהה. בטמפרטורות גבוהות, המבנה המעוקב במרכז-הפנים יכול לשמור על יציבות מבנית טובה יותר, ובכך להבטיח את החוזק של סגסוגות אוסטניטיות בטמפרטורות גבוהות. זו הסיבה שכמעט כל הסגסוגות-בטמפרטורה גבוהה הן סגסוגות אוסטניטיות.

 

אז מה קובע אם לסגסוגת יש מבנה אוסטניטי?

כעת, אנו יודעים שסגסוגות אוסטניטיות צריכות להיות בעלות מבנה-מעוקב במרכז (FCC). לכן, עלינו להבין יותר לאילו אלמנטים מתכת יש מבנה FCC.

המתכת הנפוצה ביותר היא ברזל, ולמתכת ברזל אכן יש מבנה FCC. למרבה הצער, לברזל יש תכונות אלוטרופיה. כלומר, ברזל יכול לשמור רק על מבנה FCC בטווח הטמפרטורות של 912 מעלות עד 1394 מעלות. בטמפרטורות אחרות, ברזל הופך למבנה-מעוקב (BCC) בגוף.

בשלב זה, אנו זקוקים בדחיפות לאלמנט מתכת שיכול להבטיח מבנה FCC בכל טמפרטורה. אלמנט זה הוא ניקל. כל עוד תכולת הניקל בסגסוגת היא מעל 9%, ניתן לשמור על מבנה FCC. לכן, הוספת 9% או יותר ניקל לברזל יכולה לגרום לסגסוגת לשמור על מבנה אוסטניטי בכל טמפרטורה. זו הסיבה שכל הפלדות אל-חלד וסגסוגות-בטמפרטורה גבוהה מכילות ניקל.