Mactenit là dung dịch rắn xen kẻ quỏ bảo hoà của carbon trong Fe với nồng độ của carbon như của austenit, cú kiểu mạng chớnh phương tõm khối và cú độ cứng cao. pha khụng cõn bằng, được hỡnh thành khi làm nguội đủ nhanh để trỏnh sự hỡnh thành pealite và bainite.
Tụi bề mặt chi tiết bằng laser CO2
47
Do làm nguội nhanh, carbon trong Fe (austenit) khụng kịp tiết để tạo thành xờmentit. Khi đạt đến nhiệt độ tương đối thấp, chỉ xẩy ra quỏ trỡnh chuyển mạng của Fe( tõm mặt) thành Fe (tõm khối.)
(austenit)Fe(C) Fe (C) (mactenit)
vỡ thế nồng độ carbon trong hai pha này luụn bằng nhau.
Đối với nồng độ carbon thụng thường ( 0,80%) trong Fe sẽ là qỳa bảo hoà ở trong Fe vỡ độ hoà tan carbon trong dạng thự hỡnh này rất thấp (0,006 -0,02%). Nguyờn tử carbon hoà tan trong Fe bằng cỏch xen kẽ vào cỏc lỗ hổng của mạng này. Nguyờn tử carbon sẽ nằm ở trong lỗ hổng tỏm mặt tức là ở giữa mặt cỏc mặt bờn hay ở giữa cỏc cạnh của ụ cơ sở. Lỗ hổng này khụng đối xứng nờn quả cầu carbon khi lọt vào sẽ làm gión cỏc nguyờn tử Fe ra xa khụng đều, kộo dài một cạnh mạnh hơn so với hai cạnh kia, làm cho mạng từ lập phương tõm khối (của Fe ) chuyờn sang chớnh tõm phương khối. Tỷ số c/a gọi là độ chớnh phương của mactenxit.
Nguyờn tử carbon chui vào mạng tinh thể của sắt bị xụ lệch , trỏ nờn khú biến dạng và do đú cú độ cứng cao nhất. (cao hơn cả banit, trụxtit, loại vẫn là hỗn hợp ferit-xờmentit trong đú ferit dẻo vẫn cú thể biến dạng dẻo được.
Cỏc đặc điểm chuuyển biến maxtenxit
Chuyển biến maxtenxit chỉ xẩy ra làm nguội nhanh và liờn tục austenit với tốc độ lớn hơn hoặc bằng tốc độ tụi tới hạn. Chuuyển biến mactenxit khụng xẩy ra khi làm nguội đẳng nhiệt
Chuyển biến maxtenit là khụng khếch tỏn, carbon hầu như giữ nguyờn vị trớ, cũn sắt chuyển dời vị trớ để tạo kiểu mạng mới là lập phương khối. Nhưng sự chuyển dời này khụng vượt quỏ một thụng số mạng. Giữa mạng của Austenit (A1) và matenxit (A2) cú mối quan hệ định hướng sao cho cỏc mặt và phương dày đặc nhất của chỳng song song với nhau.
Tụi bề mặt chi tiết bằng laser CO2
48
Chuyển biến maxtenxit là quỏ trỡnh tạo khụng ngừng cỏc tinh thể mới với tốc độ phỏt triển rất lớn.hàng nghỡn m/s. Tinh thể mactenxit cú dạng hỡnh kim đầu nhọn làm vúi nhau cỏc gúc 60 hoặc 1200
.
Chuyển biến maxtenxit chỉ ra trong khoảng giữa hai (điểm) nhiệt độ bắt đầu Ms và kết thỳc Mf. Ngoài khoảng này, austenit quỏ nguội khụng chuyển biến thành mactenit.Vị trớ của 2 điểm này khụng phụ thuộc vào tốc độ làm nguội mà chỉ phụ thuộc vào thành phần carbon và hợp kim của austenit.
Chuyển biến mactenxit xẩy ra khụng hoàn toàn: thực nghiệm cho thấy, khi làm nguội càng gần đến Mf lượng mactenxit tạo thành càng nhiều song khụng bao giờ đạt được tỉ lệ mactenxit 100% mà vẫn cũn một lượng nhất định pha ban đầu (austenit) khụng chuyển biến gọi là austenit dư.
Đường cong động học chuyển biến mactenxit trờn hỡnh 2.8 cho biết lượng cũng như tốc độ tạo thành mactenxit khi giảm nhiệt độ . Qua đú cú thể nhận thấy:
Khi nhiệt độ Mf<200C lượng austenit dư càng nhiều, ảnh hưởng đến độ cứng. Cỏc nhõn tốc làm giảm Mf như tăng lượng nguyờn tố hợp kim trong austenit cũng đều làm tăng lượng austenit dư của thộp tụi.
Lượng carbon trong mactenxit càng nhiều, thể tớch riờng của nú càng lớn làm lượng austenit dư càng nhiều
Cơ tớnh của mactenxit
Mactenxit là tổ chức quan trọng nhất được tạo thành khi khi tụi thộp. Quyết định cơ tớnh của thộp tụi là cỳng và dũn.
Độ cứng của mactenit là do carbon hoà tan xen kẽ làm xụ lệch mạng tinh thể của sắt nờn nú chỉ phụ thuộc vào nồng độ carbon quỏ bảo hoà trong nú. Đại lượng này càng cao, xụ lệch mạng càng mạnh , như thế:
Tụi bề mặt chi tiết bằng laser CO2
49
Maxtenxit chứa ớt carbon, 0,25%, độ cứng khụng cao, chỉ khoảng 40 HRC
Maxtenxit chứa carbon trung bỡnh, 0,40-0,50%, độ cứng tương đối cao, gần 50 HRC 50
Maxtenxit chứa carbon cao , 0,60%, độ cứng cao, HRC cú thể 60
Tuy nhiờn độ cứng của
pha maxtenxit và độ cứng của thộp tụi khụng phải lỳc nào cũng đồng nhất với nhau. Độ cứng của thộp tụi là độ cứng tổng hợp của hỗn hợp mactenxit +austenit dư, đụi khi cả carbit (xờmentit II) nữa và tuõn theo quy luật kết hợp. Như đó biết, austenit cú độ cứng thấp, nếu nú tồn tại với tỉ lệ đỏng kể (>10%)sẽ làm cho độ cứng của thộp tụi nhỏ hơn độ cứng của pha mactenxit, cũn nếu với tỉ lệ khụng đỏng kể thỡ độ cứng của thộp tụi tương đương với độ cứng của pha mactenit. Do vậy với thộp carbon thấp và trung bỡnh, austenit dư thấp khụng ảnh hưởng đến độ cứng của thộp tụi. Với thộp carbon cao và hợp kim cao, làm tăng thể tớch riờng của mactenxit ảnh hưởng đến độ cứng của thộp tụi (hạ thấp độ cứng từ vài ba đến 10 đơn vị HRC so với khi khụng cú austenit dư).
Độ cứng cao dẫn đến nõng cao được tớnh chúng mài mũn là ưu điểm của pha mactenxit, tuy nhiờn ưu điểm này chỉ phỏt huy được ở cỏc thộp cú 40%C.