TTT diagram
Z Wikipédie
TTT diagram (z angl. time-temperature transformation diagram) je v metalurgii diagram znázorňujúci dynamické fázové premeny v materiáloch.
Zakresľuje sa do karteziánskych súradníc, kde na osi x je čas a na osi y je teplota pre konštantné chemické zloženie materiálu.
Znázoňuje tzv. fázové mosty. Most je oblasť ohraničená dvoma hranicami: hranicou začiatku premeny a hranicou ukončenia premeny (premena ukončená na 100 %).
Časová os býva najčastejšie logaritmická.
Obsah |
[úprava] Tvorba diagramov
Vytvárajú sa tak, že sa tenké vzorkové prúty narežú na tenké platničky (cca. 200 mikrometrov) a tie sa zahrievajú na predpísanú teplotu a potom sa po rôznych časoch ochladia na rôzne teploty. Keďže sú malé a tenké tak sa ochladia/zahrejú okamžite. V každej z týchto vzoriek sa meria obsah fáz a fázových zmesí.
Meranie pomeru fázových zmesí sa robí väčšinou opticky po výbruse. Obsah fáz, ktoré sa pri izbovej teplote rozpadajú sa buď meria nepriamo (napr. pri austenit sa vypočíta podľa podielu martenzitu) alebo modernými mikroskopmi ktoré vedia snímať aj pri vysokých teplotách.
Tie sa potom nanášajú na graf podľa teploty a nameraného času. Táto činnosť je v súčasnosti úplne automatizovaná.
Dynamické priebehy majú obyčajne hysterézu. To znamená, že inak vyzerajú pre zohrievanie a inak pre ochladzovanie a inak pre izotermické spracovanie. Preto sa obyčajne tvoria grafy pre:
- Postupné ochladzovanie - body sa merajú a nanášajú pozdĺž viacerých špeciálnych ochladzovacích kriviek
- Izotermické spracovanie - body sa merajú a nanášajú pozdĺž izoterm, kde je derivácia teploty podla času rovná nule.
[úprava] TTT diagramy ocelí
Vlastnosti ocelí najviac ovplyvňuje priebeh fázovej premeny (rozpadu) austenitu, ktorý sa bežne vyskytuje len pri vyšších teplotách. Preto sa TTT diagramy pre ocele nazývajú:
- Diagram IRA - izotermický rozpad austenitu. Tento diagram popisuje parametre premeny pri izotermickom ochladzovaní, má význam pri teoretickom skúmaní javov a pri špeciálnych postupoch tepelného spracovania ako sú napríklad izotermické žíhanie a izotermické zušľachťovanie.
- Diagram ARA - anizotermický rozpad austenitu. Tento diagram je bližší podmienkam pri väčšine postupov tepelného spracovania ocele, kde sa vyskytuje plynulé ochladzovanie. Napríklad ochladzovanie na vzduchu. Neporovnateľne lacnejšie ako pri IRA.
[úprava] Tvar diagramov
Diagramy majú krivky rôzne posunuté v závislosti od zloženia ocele. Pri nelegovaných oceliach(štruktúrach železo/uhlík) majú mosty typický "nosatý" tvar, s minimom na ľavej strane. To preto, lebo smerom s rastúcou teplotou transformácia sa fázy rozpadajú na austenit a s klesajúcou zase klesá rozpustnosť uhlíka.
Pre nelegované ocele je charakteristické, že hranica medzi perlitom a bainitom je neostrá, alebo nie sú od seba oddelené.
Pri legovaní sa môže tvar diagramov výrazne zmeniť v závislosti od použitých legúr:
- legúry rozpustené v austenite (okrem hliníka a kobaltu) zvyšujú jeho stabilitu a teda posúvajú krivky diagramu vpravo.
- legúry rozpustné vo ferite ( nikel, kremík, meď, ...) nemenia tvar diagramu,
- karbidotvorné legúry (molybdén, chróm, volfrám, vanád ...) výrazne menia tvar diagramu, pretože od seba odďaľujú perlitickú a bainitickú oblasť a vytvárajú tak charakteristické dva nosy krivky.
[úprava] Využitie diagramov
Diagramy sa využívajú pri tepelnom spracovaní, najmä kalení ocele. Ak sa do diagramu príslušnej ocele zanesie krivka ochladzovania daná zvoleným prostredím, jej priesečník s fázovými premenami ukáže, či k premene dôjde alebo nie a v akom rozsahu. Alebo naopak, pozícia fázových kriviek nám vymedzuje priestor aké rýchle ochladzovanie musíme zvoliť, aby sme dosiahli požadovanú štruktúru.
Napríklad, keď ochladzujeme rýchlo, ochladzovacia krivka neprejde ani bainitovým ani perlitovým mostom a vznikne rovno martenzit, ten ale zvyšuje vnútorné pnutia, čo môže napr. pri komplikovaných odliatkoch narušiť štruktúru alebo spôsobiť deformácie a trhliny. Keď zas ochladzujeme pomaly, môže krivka prejsť feritovým alebo perlitovým mostom. Takže keď chceme napr. bainit, tak musíme ochladzovať správnou rýchlosťou, čiže zvoliť správnu ochladzovaciu krivku.
Pre každú novú oceľovú zliatinu treba vytvoriť TTT diagram, inak sa nedá v priemysle použiť na teplotné spracovanie.
