Темір – цементит күй диаграммасының іс жүзінде қолданылуы.

1. Темір – цементит күй диаграммасының іс жүзінде қолданылуы.

2. Гомогенизациялы жасыту. Гомогенизациялы жасытудан кейін қорытпалардың құрылымының өзгеруі.

3. І реттік жасыту.

4. Рекристаллизациялы жасыту.

5. Кернеуді төмендететін жасыту. Қалдық кернеулердің пайда болуы және оның маңызы.

6. ІІ реттік жасыту.

7. Толық жасыту.

8. Толық емес жасыту.

9. Сфероидтаушы жасыту.

10. Изотермиялық жасыту. 

11. Қалыптандыру.

12. Патенттеу.

13. Перлиттің  аустенитке айналуы

14. аустенит түйіршіктерінің өсуі.

15. Болаттарды шынықтыру. Болаттағы мартенситті айналу механизмі. Мартенситті айналудың кинетикасы. Мартенситтің микроқұрылымы.

16.Цементтеу

1.

2.

Диффузиялық жасыту немесе гомогенизация, болатты солидус  сызығына жақын  бірақ жоғары  емес  температураларда қыздырудан, осы температураларда ұзағырақ төзілдіруден (10-15 сағат) және 600°С дейін пешпен бірге, сонан соң ауада кезекті суытудан тұрады.

Жасытудың бұл түрі құрылымның және химиялық құрамның біркелкі еместігін (былайша айтқанда құйма құрылымын) жою үшін қолданады. Диффузиялық жасытудан кейін ірі түйіршікті, бірақ біртекті құрылым алынады. Диффузиялық жасытудан соң түйіршіктерді ұсақтандыру үшін бір реттік немесе көп реттік жұмсарту, ал кейде тұрақтандыру жүргізіледі (төменге қара).

Бұл жасыту қатты ерітінді түйіршіктерінің химиялық біртексіздігін (диффузиялы жолмен) біріңғайландыру, демек дендритті немесе кристаллиттер ішіндегі ликвацияны жою үшін қолданылады.

3.

Бірінші реттік жасыту кезінде фазалық түрленулер (полиморфты) байқалмайды, ал байқалған жағдайда соңғы құрылымға әсері байқалмайды. Бірінші реттік жасытудың гомогенизациялы (диффузиялы), рекристаллизациялы және кернеуді төмендететін түрлері болады. Гомогенизациялы (диффузиялы) жасыту. Бұл жасыту қатты ерітінді түйіршіктерінің химиялық біртексіздігін (диффузиялы жолмен) біріңғайландыру, демек дендритті немесе кристаллиттер ішіндегі ликвацияны жою үшін қолданылады. Рекристаллизациялы жасыту. Рекристаллизациялы жасыту салқындай деформациялау (илемдеу, қалыптау және созу) нәтижесінде пайда болған кристалл торының бұрмалануын жою және илемділігін  жоғарылату үшін қолданылады. Қалдық кернеулерді төмендететін жасыту. Бұл жасыту түрлі технологиялық (құю, пісіру, кесуден кейін өңдеу және т.б.) операциялардан кейін пайда болған кернеулерді төмендету мақсатында қолданылады. Ол үшін болат бұйымдарын 160÷700оС қыздырып, сол температурада 2÷3 сағат бойы ұстап,  содан кейін баяу салқындатады.

4.

Рекристаллизациялы жасыту салқындай деформациялау (илемдеу, қалыптау және созу) нәтижесінде пайда болған кристалл торының бұрмалануын жою және илемділігін  жоғарылату үшін қолданылады.

5.

Қалдық кернеулерді төмендететін жасыту. Бұл жасыту түрлі технологиялық (құю, пісіру, кесуден кейін өңдеу және т.б.) операциялардан кейін пайда болған кернеулерді төмендету мақсатында қолданылады. Ол үшін болат бұйымдарын 160÷700оС қыздырып, сол температурада 2÷3 сағат бойы ұстап,  содан кейін баяу салқындатады.

6.

Екінші реттік жасыту кезінде болатты Ас1 немесе Ас3критикалық нүктелерден жоғары температураға дейін қыздырып, сол температурада ұстап, содан кейін баяу салқындатады. Толық жасыту. Толық жасыту майдатүйіршікті құрылымды алу, қаттылықты төмендету мен илемділікті жоғарылату және ішкі кернеулерді жою мақсатында эвтектоидқа дейінгі болаттар үшін қолданылады. Толық емес (сфероидтаушы) жасыту. Толық емес жасыту кесумен өңдеуді жеңілдету үшін эвтектоидтан кейінгі болаттарда тілімшелі перлит пен цементит торын түйіршікті перлитке айналдыру мақсатында өткізеді. Бұл жасыту түрінде түйіршікті (сфера тәрізді) цементит пішіні түзілуіне байланысты онысфероидтаушы жасыту деп атайды.
7.

Толық жасыту майдатүйіршікті құрылымды алу, қаттылықты төмендету мен илемділікті жоғарылату және ішкі кернеулерді жою мақсатында эвтектоидқа дейінгі болаттар үшін қолданылады.

8.

Толық емес жасыту кесумен өңдеуді жеңілдету үшін эвтектоидтан кейінгі болаттарда тілімшелі перлит пен цементит торын түйіршікті перлитке айналдыру мақсатында өткізеді.

9.

Эвтектоидқа дейінгі болаттарды толық емес жасытуға сирек ұшыратады, өйткені мұндай өңдеу кезінде тек перлит қана қайтара кристалданады, ал ферритте ол байқалмайды. Демек құрылым толық көлемде майдаланбайды. Нәтижесінде болаттың құрылымы мен қасиеттері толық жасытумен салыстырғанда нашар болады. Сондықтан эвтектоидқа дейінгі болаттар үшін толық емес жасыту қаттылықтың төмендеуіне байланысты тек қана кесумен

өңдеуді жеңілдету үшін қолданылады. Сфероидтаушы жасытуды көміртекті және легірленген аспаптық пен шарикмойынтіректі болаттар үшін қолданады. Эвтектоидты және эвтектоидтан кейінгі болаттардың сфероидтаушы жасытудан кейін кесумен өңделуі өте жақсы болады.

10.

Изотермиялық жасыту түйіршіктерді майдалау, қаттылықты төмендету және ішкі кернеулерді төмендету үшін қолданылады. Мысалы легірленген болатты  Ас3нүктесінен 20÷30оС жоғары температураға дейін қыздырып, әдетте басқа пешке ауыстыру арқылы жылдам 680÷620оС температураға дейін салқындатады. Бұл температурада аустенит толық ыдырағанша изотермиялық ұстау уақыты белгіленеді. Содан кейін ауада салқындату жүргізіледі.
11.

Егер жасыту кезінде қыздырудан кейін сол температурада ұстау мен салқындату ауада өткізілсе, онда мұндай процесс қалыптандырушы жасыту, немесе қалыптандыру деп аталады. Қалыптандыру кезінде эвтектоидқа дейінгі болатты Ас3–тен, ал эвтектодтан кейінгі болат үшін Асm-нен 30-50оС-дан жоғары қыздырып, сол температурада аз ғана уақыт (0,5÷3 сағат) ұстап, содан кейін ауада салқындату өткізіледі. Төменкөміртекті болаттарды қалыптандыру температурасына дейін қыздырғанда толық жасыту кезіндегідей процестер өтеді, нәтижесінде түйіршіктер майдаланады. Сонымен қатар толық жасытуға қарағанда салқындату ауада өтетіндіктен (демек толық жасытуға қарағанда жылдамырақ) перлит құрылымы жұқалау және көп мөлшерде түзіледі. Мұндай жағдайда болаттардың механикалық қасиеттері (беріктік пен қаттылық) толық жасытуға қарағанда біршама жоғары болады. Толық жасытуға қарағанда қалыптандыру экономикалық жағынан тиімді, өйткені пеште салқындатуды талап етпейді. Сондықтан қалыптандыруды азкөміртекті және орташакөміртекті болаттар үшін де қолданады. Эвтектоидтан кейінгі болаттардың құрамында түзілетін цементит торын жою үшін де қалыптандыру қолданылады. Эвтектоидтан кейінгі болатты Асmкритикалық нүктесінен жоғары қыздырған кезде аустенит құрылымы түзіледі. Егер толық жасыту кезіндегідей болатты баяу салқындатсақ, онда түйіршіктердің шекараларында цементит тор түрінде бөлінеді, ал қалыптандыру кезінде – ауада жылдам салқындатқанда феррит-цементит қоспасы (перлит) түзіледі.

12.

Құрамында 0,650,9%С бар болаттан жасалған серіппелі сымды салқындай сымдау алдында патенттеу деп аталатын изотермиялық өңдеу өткізіледі. Паттентеу кезінде сымды біртекті аустенит құрылымын алу үшін жоғары температуралы аустениттеуге (Ас3 нүктесінен 150200 жоғары қыздыру) ұшыратады, содан кейін температурасы 450550 - ға тең еріген тұз ортасы арқылы өткізеді. Аустениттің изотермиялық ыдырауы нәтижесінде жұқа тілімшелі троостит немесе сорбит түзіледі. Соңғы салқын сымдау нәтижесінде беріктігі жоғары ( - 2000 – нан 2250 МПа – ға дейін) сым алынады.

13.

Перлиттің  аустенитке айналуы

 Қыздыру кезінде көміртекті болаттарда өтетін айналулар туралы жалпы түсініктерді  Fe -  C диаграммасынан алуға болады.

А₁  критикалық нүктесінен біршама жоғары (727ºС температура) эвтектоидты болатты қыздыру кезінде (0,8% С) перлит аустенитке айналады. Эвтектоидқа дейінгі болатты қыздыру кезінде мысалға, 0,4% С  тұратын,  А₁ после нүктесінен жоғары перлит аустенитке айналуынан кейін екі фазалы құрылым түзіледі: аустенит және феррит. Одан әрі қарай қыздыру кезінде  А₁- А₃ температуралар аралығында, феррит біртіндеп аустенитте ери бастайды; бұл кезде аустениттегі көміртегі мөлшері GS түзулеріне сәйкес азаяды. А₃ температурасында феррит жоғалып кетеді, ал аустениттегі көміртегі концентрациясы, оның болаттағы (0,4%) мөлшеріне сәйкес болады. Эвтектоидтан кейінгші болатта да айналу ұқасас өтеді, мысалға, 1,5% С тұратын. А₁  нүктесінен біршама жоғары температурада перлит 0,8% Стұратын аустенитке айналады. А₁÷А_ст температуралар аралығында аустенитте артық цементиттің еруі жүреді. Бұл кезде  аустениттің құрамы SE түзуіне дейін өзгереді. А_ст температурадан жоғары тек аустенит болады, ондағы көміртегі мөлшері, оның болаттағы мөлшеріне сәйкес болады. Fe—С күй диаграммасы өте баяу қыздыру жағдайында өтетін айналулар туралы түсініктер береді. Әдеттегі қыздыру жылдамдықтарында айналулар өте жоғары темпе­ратураларда жүреді, яғни қыздырып жіберу жүреді.

Перлиттің аусте­нитке айналуы — кристалданушы  процесс, сондай-ақ ол  аустенит дәндерінің түзілуі нәтижесінде және содан кейінгі олардың өсуінен кейін  жүреді. Аустениттің құрамы,  ол түзілетін феррит пен цементиттің құрамынан айтарлықтай айырмашылығы болады. Сондықтанда айналу диффузиялық сипатқа үйлеседі және  көміртегі атомдарының едәуір арақашықтыққа  жылжуымен ілеседі.

Аустенит дәні феррит пен цементит кристалдары бөлінетін шекарада пайда болады, мұнда 0,8% С тұратын участкелердің пайда болуы өте ықтимал.

А₁нүктеге қатысты қыздырып жіберу дәрежесінің үлкеюімен  аустениттің кри­тикалық дәнінің өлшемі кішірейеді, дәндердің пайда болу жылдамдығы және олардың өсуінің сызықтық жылдамдығы өсе түседі.  740-ден  800° С -дейін  темпера­тураның жоғарлауы,  аустенит дәндерінің пайда болу жылдамдығын 280 есеге және олардың өсу жылдамдығын 82 есеге әкеледі. Берілген темпе­ратурадағы дәндердің мөлшері  перлиттегі цементит бөлшектері неғұрлым дисперсті болса, соғұрлым көп болады.

Егер болат  жұқа пластиналы перлиттің құрылымына ие болған болса,  аустениттің түзілуі, ең үлкен жылдамдықпен жүреді. Егер перлит тұрпайы пластиналы формаға ие болса, онда айналу жылдамдығы кіші, сонымен қатар аустенит түзілу жылдамдығы да кіші, цементит түйіршікті формаға ие болады. Бұл  карбидтердің дисперстігінің үлкеюімен,  олардың ферритпен бөліну беті үлкейеді, демек аустенит дәндерінің пайда болу мен олардың өсу мүмкіндігі үлкейеді.

Ферритті-цементитті қоспаның аустенитке көшу  процесін сипаттау үшін әртүрлі температураларда айналудың жүруі туралы түсініктер беретін, жиі аустениттің изотермиялық пайда болу диаграммасын қолданады.  Диаграмманы салу үшін зерттелетін болаттан кішкентай үлгілерді берілген А₁ нүктесінен жоғары жатқан температураға дейін тез қыздырады және осы температурада ұстайды.

Изотермиялық ұстау процесінде  перлиттің  аустенитке айналуының басталуы мен соңын белгіленді. Егер алынған эксперименттік нүктелерді  «температура – уақыт» координата  графигіне жүргізіп,  оларды  қалыпты қисықтармен қосатын болсақ, онда  5.1 –суретте келтірілген диаграммаға ұқсас диаграмма алынады

5.1 – сурет - Аустениттің изотермиялық пайда болу  диаграммасы

1- аустениттің пайда болуының басталу; 2- перлиттің (П)  аустенитке  (А) айналуының соңы; 3- цементиттің толық еруі; 4 – аустениттің біртектенуі,
 I, II ,III ,IV – перлиттің аустенитке айналуының кезекті кезеңдері.

Диаграммамен  изотермиялық жағдайларда А₁ нүктесінен жоғары  температурада алғашқы түйіршікте аустенит түйіршіктерінің пайда болуының кезекті кезеңдерін көрсетуші микроқұрылым схемасы берілген. Перлиттің  аустенитке айналуы келесі кезеңдерден құралады: 1) солға қарай аустениттің түзілуі басталатын сызықтар (I қисығы)  айналу қандайда бір уақыт ішінде  жүрмейді (инкубациялық кезең); 2) феррит пен цементиттің бөліну шекарасында (1-қисық және I микроқұрылым  схемасы ) аустенит дәндерінің түзілуі;  3) цементиттің еруі мен  α → γ айналу салдарынан  түзілген аустенит дәндерінің өсуі және жаңа дәндердің түзілуі (II схемасынды өте ұсақ түйіршіктер). 

Феррит есебінен  аустенит түйіршіктерінің өсуі, цемен­тит есебіне қарағанда  ылғи көп. Сондықтан ферриттің  аустенитке айналуынан кейін (4-суреттегі 2 қисық перлиттің аустенитке айналуының аяқталуы) әліде цементиттің қандайда бір мөлшері сақталады (III схема); 4) цементиттің еруі мен бірфазалы  аустенитті құрылымның пайда болуы ( 4-сурет, 3 қисық және II схема). Бұл кезде аустенит көміртегі мөлшері бойынша біртексіз. Цементит бөлшектеріне жататын участкелерінде, ал  олар бұрын болған участкелерде еруден кейін, аустениттегі көміртегі  концентрациясы, феррит болған участкелермен салыстырғанда жоғары. Сондықтанда аус­тенит кристалдарының барлық көлемі бойынша  көміртегі концентрациясының  диффузиясы нәтижесінде  теңестіру үшін  қосымша уақыт талап етіледі (4-сурет, 4 қисығы).

Перлиттің  аустенитке айналу ұзақтығы (эвтектоидты болат үшін) 850° С  темпера­турада  және одан жоғары 1000÷1200 дейін секундтың жартысынан, 727° С (А₁ нүктесі) жақын температураларда секундқа ауытқуы мүмкін. Аустенит құрамын теңестіру уақыты диффузия нәтижесінде  жоғары  температурада (800÷850° С) 2÷5 сек және  740° С температурада 2500 дейін сек  құрайды.

Әртүрлі жылдамдықпен үздіксіз қыздыру кезінде (V₁ > V₂ > > V₃ > V₄) перлиттің аустенитке айналуы тұрақты емес температурада, ал температуралардың кейбір аралығында  жүреді (4-сурет). Қыздыру жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым өте жоғары температурада ферритті-цементитті қоспаның  (перлиттің)  аустенитке айналуы жүреді. Перлиттің аустенитке айналуы жүретін температура аралығы неғұрлым үлкен болса,  соғұрлым қыздыру жылдамдығы жоғары болады. Карбид түзуші элементтермен (Сг, W, Мо, V және т.б.) легірленген болаттарды қыздыру кезінде, перлиттің аустенитке айналуы өте баяу жүреді.

 Бұл аустенитте легірленген карбидтердің еруінің қиындығымен және  диффузиялық процестердің баяулауымен түсіндіріледі. Никель перлиттің  аустенитке айналуын тездетеді.

14.

 Аустенит түйіршіктері  перлиттің аустенитке айналуы аяқталған кезде түзіледі. А₁  критикалық нүктесі арқылы  өту түйіршіктің кішіреюімен ілеседі. Аустенит түйіршігінің алғашқы өлшемі берілген көлемдегі уақыт бірлігінде пайда болатын дәндер санынан және олардың өсу жылдамдығынан тәуелді болады. Перлитегі цементит бөлшектері неғұрлым  дисперстірек болса, аусте­ниттің дәндері бастапқы түйіршіктерден соғұрлым ұсағырақ  болады.

Түзілу сәтінде аустенит түйіршіктері өте аз (500÷1000 мкм²), бірақ оның пайда болу  температурасында  ұстаудың көбеюімен және әсіресе  температураның жоғарлауы кезінде ол тез өседі. Аустенит түйіршіктерінің өсуі өздігінен жүреді және түйіршіктер бетінің қысқаруы салдарынан жүйенің бос энергиясының кішреюіне ұмтылады. Бір түйіршіктің  басқа ұсақ түйіршіктердің есебі нәтижесінде түйіршіктер өседі, демек термодинамикалық жағынан тұрақсыздау.  

Бір құрамдағы, бірақ әртүрлі жағдайда балқытылып алынған  аустенит түйіршігінің өсуге бейімділігі әртүрлі болуы мүмкін.

Ұсақ түйіршіктелген болаттарда жоғары температураға (1000÷1050° С) дейін қыздыру кезінде түйіршік шамалы ғана өседі, алайда бұдан да жоғары температурада қыздыру кезінде түйіршіктің қарқынды өсуі басталады. Ірі түйіршіктілік берілген болаттарда, керсінше, А₁ жоғары шамалы қыздыру кезінде түйіршіктің   өсуі байқалады.

Түйіршіктің өсуге әртүрлі бейімділігі болаттың оттексіздену сипатымен және оның құрамымен анықталады. Тек ферромарганецпен (қайнайтын болат) және ферросилицимен оттексіздендірілген болаттар, ірі түйіршіктілік берілетін болаттарға жатады.  Алюминиймен қосымша оттексіздендірілген болаттар, ұсақ түйіршіктілік берілетін топқа жатады.

Легірлеуші  элементтердің көпшілігі аусте­ниттің өсуін тежейді.  Аустенитте  қиын еритін карбидтер (TiC, ZrC, VC) түзетін титан, цирконий, вана­дий түйіршіктердің өсуін күрт баяулатады,  хром, вольфрам және мо­либден өсуді аздап баяулатады. Марганец және фосфор аусте­нит түйіршігінің бейімділігін үлкейтеді.

Ірі түйіршіктілік және  ұсақ түйіршіктілік тегіне тарту терминдері, берілген болат ылғида ірі немесе ұсақ түйіршікке ие болатындығын білдіре бермейтіндігін айтқан жөн. Технологиялық сынаманың стандартты жағдайында

алынған тегіне тартқан түйіршік, тек қана белгілі бір температураға дейін қыздыру кезінде ірі түйіршікті болат, ұсақ түйіршікті болатпен салыстырғанда ірі түйіршікке ие болады.

Ұсақ түйіршіктілік тегіне тартатын болат жеткілікті жоғары температурада ірі түйіршіктілік тегіне тартатын болатпен салыстырғанда, тіпті өте ірі аустенит түйіршігіне ие бола алады. Сондықтанда шын мәніндегі түйршік туралы енгізілген түсінік, берілген қыздыру температурасында болатта алынған түйіршік туралы.

Аустенит түйіршігінің шын мәніндегі өлшемі қыздыру температурасымен, онда ұстаудың ұзақтығымен және берілген болатты қыздыру кезіндегі түйіршіктерінің өсуге бейімділігімен анықталады. Суыту кезінде түйіршіктің шамасы  өзгермейді.   Суытудан кейін аустениттің айналу өнімдерінің түйіршіктері, мысалға,  перлиттің, мартенситтің, әдетте, неғұрлым үлкен болса, аустениттің алғашқы түйіршігі соғұрлым үлкен.

15.

Шынықтыру деп металды кризистік нүктеден 30 – 50 С жоғары қыздырып,(эВ. Дейінгі болаттар үшін Ас3, эв. Кейінгі болаттар үшін Ас1) сол температурада шаманы уақыт ұстағаннан кейін критикалық жылдамдықтан жоғары.

Шынықтыру:

Толық шынықтыру – эв.-қа дейінгі болаттардың құрылымы феррит пен перлиттен тұрады. Оларды Ас3 нүктесінен жоғары температураға дейін қыздырғанда оның құрылымы, аустенитке айналады, ал оны кризистік жылдамдықпен салқындатсақ – мартенсит түзіледі.

Шала шынықтыру. Егер болатты Ас1 нүктесінен жоғары, Ас3 нүктесінен төмен температураға дейін қыздырсақ, құрылымы аустенит пен ферритке, ал

салқындатсақ аустенит мартенситке айналады, феррит өзгермей қалады. Сондықтан мұндай шынықтырудан кейін болаттың микроқұрылымы мартенсит пен ферриттен құралады. Құрылымында феррит болғандықтан беріктігі төмен болады.

Шынықтыру әдісі салқындату орталарына байланысты. Келесі түрлерге бөлінеді: бір суытқыш ортада – кәдімгі шынықтыру, үзбелі шынықтыру, сатылы шынықтыру, изотермиялық шынықтыру, өздігінен жұмсарту өтетін шынықтыру, жергілікті шынықтыру.

Кәдімгі шынықтыру – болат белгілі бір температураға дейін қыздырылып, сол температурада біраз уақыт ұсталғаннан кейін артады. Су, май кризистік жылдамдықтан жоғары жылдамдықпен салқындатылады. ТӨ – ң  басқа түрлеріне қарағанда техникада жиі қолданылады.

Үзбелі шынықтыру – екі ортада өткізіледі. Бірінші орта – су, екінші – май қолданылады.

Сатылы шынықтыру – екі ортада өткізіледі. Бірінші орта – су, 230 – 250 С –қа дейін салқындату, біраз уақыт сол температурада ұстау. Екінші орта – ауа.

Изотермиялық шынықтыру – сатылы шынықтыруға ұқсас. 250 – 400 С температурада өтеді. Шынықтыру ортасында ұстау уақыты ұзақ.

Өздігінен жұмсарту арқылы шынықтыруда шынықтыру температурасына дейін қыздырылған болат белгілі салқындату ортасында шамалы салқындатылғаннан кейін одан алып, ауада суыттылады.Осы кезде металдың ішінде шоғырланған жылу оның шыныққан сыртқы бетін қыздырып, жұмсартады.

Жергілікті шынықтыру металдың белгілі бөліктерін өңдеу үшін қолданылады.

Мартенситті түрлену

Шынықтырылған болаттың негізгі құрылымы – мартенсит боып табылады. Мартенситтің қаттылығы жоғары(HRC 50 – 65) болуына байланысты шынықтырылған болаттардың мартенситті құрылымын алуға тырысады.

Өте жылдам салқындатқан кезде көміртегі қатты ерітіндіден перлит, сорбит, тростит түзілгендегідей цементит түрінде бөлініп үлгірмейді.

Мартенсит Ф – Ц құрылымыгдай емес, оның табиғаты мүлдем өзгеше гамма – Fe торының α – Fe торына ауысуы байқалады.

Көміртегінің атомдары α – Fe (мартенситте) жанында қалады және сондықтан торда бұрмалайды. Мұндай бұрмаланған торды тетрагональды деп аталады және С параметрі а параметрінен жоғары болады. (С/а > 1)

Көміртегімен аса қаныққан α – Fe дегі қатты ерітіндісі мартенсит деп аталады. Демек, көміртегінің мөлшері көбейген сайын, оның бұрмалануы да жоғарылайды. Мартенсит тек 0,02 %  ғана көміртегі мөлшерін ғана еріте алады. Мартенситтегі көміртегінің мөлшері болаттың аустенитінде қанша болса, сонша болады.

Түзілу пішіміне байланысты мартенсит табықшалы және рейкалы деп ажыратылады.

Табақшалы мартенсит көбінесі ине тәріздес деп аталады. Табақшалы мартенсит орташа және легірленген шынықтырылған болаттарда байқалады. Мартенсит табақшаларының өлшемдері аустенит өлшемдеріне тәуелді. Неғұрлым аустенит түйіршіктері майда болса, соғұрлым мартенсит түйіршіктері табақшалы майда болады.

Рейкалы мартенсит төмен және орташа легірленген болаттарда байқалады. Пішіндері рейкалы болғандықтан, олардың өлшемдері бір бағытта жоғары болады. Бір аустенит түйіршігінде бірнеше рейкалар болуы мүмкін.

Мартенситті түрленудің механизмі

Мартенситті түрлену аустенитті төменгі температураға дейін үздіксіз салқындаған кезде диффузия процесі жүрмейтін жағдайда өтеді. Мартенсит түйіршіктерінің өлшемі аустенит түйіршіктерінің өлшеміне байланысты, демек аустенит түйіршіктері ірі болған сайын, мартенсит түйіршіктері ірі болады.

Мартенситті түрленудің кинетикасы

Мартенситті түрлену Мн  температурасынан төмен бірденнен басталады және белгілі бір изотермиялық температурада емес, температуралар аралығында үздіксіз салқындатқанда өтеді.

Мартенситті түрлену даму үшін болатты Мн температурасынан төмен салқындатуды үзбеу керек. Үзсек, онда мартенситті түрлену де тоқтайды. Бұл қасиет оны перлитті түрленуден ажыратады, ал перлитті түрлену толық изотермиялық жағдайда А1 температурасынан төмен өтеді.

Мартенситтің қасиеттері

Мартенситтің қаттылығы мен беріктігі өте жоғары. Құрамындағы көміртегінің мөлшері көбейген сайын қаттылығы да жоғарылайды.

Мысалы: 0,6 – 0,7 %С болаттағы мартенситтің қаттылығы HRC 65, ал ол Ф фазасының қаттылығынан 6 есе артық. Уақытша қарсыласуы: егер азкөміртекті болаттардың құрамында 0,015%С болса – 1000 МПа, 0,6 – 0,8 %С болса – 2000 МПа, ал 0,35 – 0,4 %С артық болса, онда мартенситтің мортсынғыштығы байқалады.

0,015%С           1000МПа

0,6 – 0,8%С      2000МПа

0,35 – 0,4%С    <    мортсынғыш.

16.

Цементтеу деп, болаттың бет қабатын көміртегімен қанықтыруды айтады. Цементтеу көбінесе құрамында көміртегі (0,1 ....0,2% С) аз болаттарға қолданылады. Цементтеудің нәтижесінде көміртегі болаттың бетіне 0,5-2мм тереңдікке дейін еніп, оның мөлшері 1,2%-ға дейін жетеді.

Цементтеуден кейін бұйымды 820⁰ -860⁰ С шынықтырады, сосын төменгі температурада 160⁰-180⁰ С жұмсартады. Бұл бұйым бет қабаты қаттылығының жоғарлылығын, ал өзегінің жұмсақ болып қалуын қамтамасыз етеді.

Цементтеу процесі қатты, сұйық, газ тәрізді карбюризаторларда жүргізіледі. Қатты карбюризатор ретінде құрамында 70% ағаш көмірі, 20-25% көмір қышқыл барий, 2,5-3,5% көмір қышқыл кальций бар қоспа

қолданылады. Металл жәшікке қоспаны салып, онда цементтелетін түйірлердің бір-бірінен ара қашықтығы 15-25мм болатындай етіп орналастырады. Жәшіктің беті жабылып, металл пеште 900⁰-950⁰С дейін қыздырылады. Қыздыру уақыты цементтелу тереңдігіне байланысты. Бір сағатта көміртегі шамамен 0,1мм тереңдікке еніп үлгереді.

Газбен цементтеу әдісінде металл 900⁰-950⁰С температурада көміртегінің атомын бөліп шығаратын метан, этан, пропан сияқты табиғи газдар қоспасында өңделеді. Бұл әдіс бойынша 900⁰-950⁰С температурада карбюризатор газы муфель пешіндегі металл арқылы жіберіледі: нәтижесінде 6-10 сағат уақыт ішінде металдың беті 2мм тереңдікке дейін цементтеледі. Газ карбюризаторлары мен цементтеу әдісі қатты карбюризаторлармен цементтеу әдісіне қарағанда өнімділігі жоғары болады, сондай-ақ болаттың көміртегімен қанығу процесін дәл реттеуге, цементгеуді шынықтыру процесімен қоса жургізуге болады.

Сұйықта цементтеуді карбюризатор ретінде балқытылған көмір қышқыл натрий тұздары мен кремний карбидының қоспасы қолданылады. Бұл әдіспен металл беті 0,2-0,Змм тереңдікке дейін цементтеледі.