금속 및 합금에서의 비평 형 냉각 및 고체 위상 변환
비평 형 냉각, cheenching 라고도합니다 , plays a significant role in influencing solid-state phase transformations in metals and alloys. 이 빠른 냉각 공정은 정상 평형 조건을 방해하여 물질의 최종 미세 구조 및 특성을 크게 변경할 수있는 몇 가지 효과를 초래합니다.
비평 형 냉각이 고체 단계 변환에 어떤 영향을 미치는지 다음과 같습니다.
1. 평형 단계의 억제 :
* 평형 상 변환은 원자가 가장 낮은 에너지 상태를 달성하기 위해 원자가 스스로를 확산시키고 재 배열하는 데 시간이 필요합니다.
* 빠른 냉각은이 확산에 충분한 시간을 방지하여 평형 상의 형성을 억제합니다 그리고 전이성 상 의 형성으로 이어진다 .
* 이러한 준 안정상은 평형 상과 비교하여 다른 조성, 결정 구조 및 특성을 가질 수 있습니다.
2. 비평 형 미세 구조의 형성 :
* 담금질은 미세한 미세 구조의 형성으로 이어질 수 있습니다 강의 마르텐 사이트와 같은.
* 빠른 냉각이 고온 단계에서 얼어서 낮은 온도에서 평형 상으로 변형되는 것을 방지하기 때문에 발생합니다.
* 미세한 곡물 크기는 강도와 경도를 증가 시키지만 Brittleness도 증가 할 수 있습니다.
3. 향상된 확산 :
* 빠른 냉각은 일반적으로 확산을 제한하지만 경우에 따라 퀀칭의 초기 단계에서 실제로 확산을 향상시킬 수 있습니다.
*이 "빠른 확산"은 중간 상 의 형성으로 이어질 수 있습니다. 평형 조건에서는 일반적으로 관찰되지 않습니다.
4. 내부 스트레스 개발 :
* 담금질 중 빠른 온도 변화는 재료 내에서 상당한 열 응력을 만들 수 있습니다.
* 이러한 스트레스는 미세 구조 결함으로 이어질 수 있습니다 탈구 및 공석과 마찬가지로 기계적 특성에 더 큰 영향을 줄 수 있습니다.
비평 형 냉각 효과의 예 :
* 강에서의 마르텐 사이트 형성 : 오스테 나이트 (FCC) 단계에서 마르텐 사이트 시작 온도 아래로의 강철을 켄 칭하면 강도와 경도가 높은 준 안정 상인 마르텐 사이트 (신체 중심 정각)가 형성됩니다.
* 비정질 합금의 형성 : 매우 빠른 냉각 속도 (용융 회전을 사용하여 달성 한 것과 같은)는 결정화를 완전히 우회 할 수있어 비정질 합금 (금속 유리)이 형성 될 수 있습니다.
비평 형 냉각의 결과 :
* 개선 된 기계적 특성 : 담금질은 강도, 경도 및 내마모성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
* 변경된 전기 및 자기 특성 : 준 안정상은 평형 대응 물과 비교하여 상이한 전기 전도도, 자기 투과성 및 기타 특성을 나타낼 수있다.
* 손상 가능성 : 빠른 냉각은 재료를보다 부서지기 쉬운 내부 응력과 결함을 소개 할 수 있습니다.
비평 형 냉각의 적용 :
* 강의 열처리 : 담금질 및 템퍼링은 강철 성분의 기계적 특성을 향상시키는 데 널리 사용됩니다.
* 비정질 합금 생산 : 담금질 기술은 독특한 특성을 가진 금속 유리를 생산하는 데 필수적입니다.
* 미세 구조 제어 : 담금질을 사용하여 합금에서 다양한 상의 크기 및 분포를 제어하여 특정 응용 분야에 맞춤형 특성을 제공 할 수 있습니다.
결론적으로 비평 형 냉각은 고형 상태 위상 변환에 영향을 미치고 금속 및 합금의 미세 구조 및 특성을 조작하기위한 강력한 도구를 제공합니다. 켄칭의 효과를 이해하는 것은 광범위한 엔지니어링 응용 프로그램에서 원하는 성능 특성을 달성하는 데 중요합니다.
