Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 33. 11 september 1956 - Utvecklingslinjer inom metallografisk forskning i USA, av Karl-Johan Blom
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
748
’ TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 1. Schematiskt diagram av framställningen av
elek-tronmikroskopiavtryck enligt Fisher.
ligare, förtjockas korngränscementiten och utbildas till ett
mer eller mindre sammanhängande nätverk. Samtidigt
upplöses cementitpartiklarna inuti martensitkornen och
mar-tensiten förlorar praktiskt taget allt sitt kol, varigenom
den övergår från tetragonalt rymdcentrerat till kubiskt
rymdcentrerat gitter och inte längre kan skiljas från ferrit.
Vid tillräckligt hög temperatur sfäroidiseras cementiten
samtidigt som ferriten genom korngränsvandring
förgrovas och förlorar sin nåliga form. Slutresultatet av en
an-löpningscykel till en temperatur strax under A3 är således
den normala mjukglödgningsstrukturen.
Cohen har funnit, att anlöpningssprödheten vid 260°G
motsvarar det stadium i anlöpningsprocessen, då de
ursprungliga martensitkornen är praktiskt taget helt
omgivna av korngränscementit. Visserligen omvandlas
rest-austeniten vid denna temperatur till bainit, men denna
reaktionsprodukt har ingen försprödande inverkan, då
härdade, anlöpta prov ej visar större sprödhet än härdade,
djupkylda, anlöpta, trots att de senare har betydligt lägre
restaustenithalt.
Anlöpningssprödheten vid 260°C har hindrat
användningen av höghållfasta stål anlöpta vid 200—260°C. Då
kisel har en starkt retarderande inverkan på
cementit-utskiljningen, har man genom att införa ca 1,5 %> Si i stål
av denna typ kunnat höja försprödningstemperaturen drygt
100°, varigenom stålet kan anlöpas inom
temperaturinter-vallet 200—260°G utan nackdel. Dessutom har kisel löst i
ferrit en hållfasthetshöjande effekt. Troligen beror denna
höjning av försprödningstemperaturen på att kisel ej löses
i nämnvärd mängd i cementit, varigenom
cementitutskilj-ningshastigheten bestämmes av kiselns diffusionshastighet.
Det fjärde steget äger endast rum i stål, som håller
sådana legeringsämnen (Cr, Mo, W, V), som bildar
special-karbider. När stål av denna typ nått tillräckligt hög
temperatur, utskiljs karbiderna samtidigt som den tidigare
bildade cementiten upplöses. Quarrell har med
elektronmikroskopiska undersökningar visat, att denna teori, som
framlades av Bain för åtskilliga år sedan för att förklara
sekundärhårdheten hos vissa legerade stål, är riktig.
Borlegerade stål
För några år sedan upptäcktes bor som legex-ingsämne i
stål (Tekn. T. 1952 s. 457, 1010). Bor ökar härddjupet
starkt även vid mycket små tillsatser. Som exempel kan
nämnas, att en tillsats av endast 0,0015 °/o bor praktiskt
taget fördubblar härddjupet. Detta beror på att
austenit-perlit- eller austenit-övre bainit-omvandlingen retarderas
mycket kraftigt. Hur denna retardering sker, är ännu
oklart. Följande iakttagelser är värda att framhållas:
Bor är mest effektivt i lågkolhaltiga stål. Underkylningen
vid austenit-ferrit-omvandlingen blir större hos borlegerat
än hos borfritt rent järn vid samma kylningshastighet
(Nicholson). Dessa bägge iakttagelser tyder på att bor på
något sätt bromsar bildningen av ferritkärnor. Bors
inverkan på härdbarheten motsvarar en viss ganska stor
förgrovning av austenitkornen. Bor kan ersätta 80 °/o av
kolet i cementiten (Fe3C). Därvid ökas gitterparametrarna
(b från 5,07 till 5,40 Ä) och höjs Curietemperaturen (från
190 till 560°C).
Elektronmetallografi
Vid elektronmikroskopiska strukturundersökningar av
metallprover kan dessa ej undersökas direkt utan man är
hänvisad till att studera avtryck av den aktuella provytan.
Framställningen av dessa avtryck utgör därför en viktig
del av elektronmikroskopin. Fisher har utarbetat en ny
teknik för tillverkningen av dessa avtryck. Det polerade
och etsade provet beläggs med en permeabel plasthinna,
varefter provet ånyo etsas. Därvid upplöses grundmassan
i strukturen, medan små partiklar, som delvis ingjutits i
plasthinnan, följer med denna, då den dras av (fig. 1).
Dessa partiklar kan därefter dels studeras in situ i
elektronmikroskopet, dels med elektrondifraktion för
bestämning av kristallbyggnaden.
Med denna metod har man lyckats fastställa, att den
utskilda fasen i korngränsfrätningskänsligt 18-8-stål är
(Fe,Cr) ^Cg och att dessa karbider är omgivna av en
krom-utarmad lättetsande zon (fig. 2). Genom röntgendifraktion
har dessutom fastställts, att den utarmade zonen är
kubiskt rymdcentrerad till skillnad från grundmassan, som
är kubiskt ytcentrerad. Fisher har även visat, att
utskilj-ningarna i kopparlegerade stål består av praktiskt taget
ren koppar.
Strukturen hos bainit och anlöpt martensit hos ett
eutek-toidiskt kolstål har studerats av en A.S.T.M.-kommitté med
elektronmikroskopi. Högtemperaturbainiten består av
parallella rader av ferritnålar, som växer från korngränserna
in i austenitkornen med tjocka karbidplattor mellan
nålarna, medan lågtemperaturbainiten består av ferritnålar
som innehåller små karbidplattor anordnade i 55° vinkel
mot nålarnas längdaxlar. Bainiten synes således bilda en
övergångsstruktur mellan perlit och martensit.
För några år sedan lyckades de holländska forskarna
Rathenau och Baas bygga ett termojoniskt
emissionsmikroskop. Senare har Heidenreich vid Bell Telephone
Laboratories konstruerat ett elektrostatiskt termojoniskt
emissionsmikroskop, i vilket han bl.a. har direkt följt
austenit-sönderfallet i en järn-kol-legering. Upplösningsförmågan
är ännu ganska dålig, men inom en ej alltför avlägsen
framtid torde det bli möjligt att direkt följa
omvandlingsförlopp även vid höga temperaturer.
En diffusionsmekanism
Nachtrieb har föreslagit en ny modell för
diffusionsmeka-nismen, vilken innebär, att 12—14 atomer ligger förskjutna
Fig. 2. Elektronmikrofotografi av en kromutarmad
korngräns i ett lågkolhaltigt 18-8-stål. Trianglarna är
kromkarbider, den utarmade zonen är mörkgrå. X 15 000.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
