KYP0040 MATERJALITEADUSE ÜLDALUSED - tud.ttu.ee

Raud ja tema sulamid süsinikuga jaotatakse kolme rühma:
1) puhas raud (α-raud) – sisaldab süsinikku vähem kui 0,008%;
2) teras - sisaldab süsinikku 0,008 – 2,14%
3) malm – sisaldab süsinikku 2,14 – 6,7% (tavaliselt kuni 4,5%).
Vatleme teraste mikrostruktuuri sõltuvalt süsiniku sisaldusest.
Eutektoidse sulami (0,76% C) jahutamisel tekib struktuur, mis koosneb α ja Fe 3 C vahelduvatest
kihtidest. Sellist struktuuri nimetatakse perliidiks (joon 6-17).
Kui sulamis on vähem süsinikku, kui 0,67% (hüpoeutektoidne sulam), tekib struktuur, kus on
ferriidi kihid ja vahel perliit (joon 6-18)
Kui sulamis on rohkem süsinikku, kui 0,67% (hüpereutektoidne sulam), tekib struktuur, kus on
tsementiidi kihid ja vahel perliit (joon 6-19)
Faaside (ferriit ja tsementiit) koostised on kõigil juhtudel ühesugused, mikrostruktuur on aga erinev
ja seetõttu ka erinevad omadused.
6.8 Faasiüleminekud ja struktuurimuutused terase termilisel töötlemisel
Nagu nägime, tekib sulamite jahutamisel, mis sisaldavad süsinikku 0,008 – 2,1%, austeniidist
kihiline struktuur, kus on vaheldumisi ferriidi (α-raua) ja tsementiidi (Fe 3 C) kihid. Sellist struktuuri
nimetati perliidiks. Tegelikult tekib perliit ainult austeniidi aeglasel jahutamisel. Perliit on keskmise
tugevuse, kõvaduse ja venitatavusega.
Austeniidi jahutamisel mõõduka kiirusega saadakse beiniit. Ta koosneb tsementiidi peentest nõeltest
ferriidis, kuna süsinik ei jõua kaugele difundeeruda ja moodustada paksemaid tsementiidi kihte.
Seetõttu on beiniit suurema tugevuse ja kõvadusega ning vähem plastiline.
Austeniidi väga kiirel jahutamisel (karastamisel) saadakse martensiit, mis on mittetasakaaluline faas.
C ei jõua üldse difundeeruda ja austeniidi struktuur nagu „külmutatakse kinni“. Martensiit on väga
tugev, kõva ja rabe.
Martensiidi painduvuse ja venitatavuse suurendamiseks teda tempereeritakse, st kuumutatakse
allpool eutektoidset temperatuuri. Kuumutamise käigus tekib ferriit, milles on üliväikesed
tsementiidi terakesed. Materjali nimetatakse tempereeritud martensiidiks. Tal on säilinud martensiidi
tugevus ja kõvadus, kuid paranenud on painduvus ja venitatavus (siiski väiksem, kui perliidil).
Perliidi või beiniidi kuumutamisel veidi allpool eutektoidset temperatuuri küllalt pika aja jooksul
(ööpäev) tekib sferoidiit, kus C tsementiidi osakesed omandavad kerakuju (sealt ka nimetus).
Sferoidiit on eriti pehme teras ja allub hästi plastilisele deformatsioonile.
Austeniidi erineval töötlemisel saadavad struktuurid on esitatud joonisel 6-20.
27