فایل ورد کامل مقاله فولاد؛ بررسی علمی ترکیب، ویژگی‌ها و نقش آن در صنایع مدرن و توسعه اقتصادی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله فولاد؛ بررسی علمی ترکیب، ویژگی‌ها و نقش آن در صنایع مدرن و توسعه اقتصادی دارای ۳۶ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله فولاد؛ بررسی علمی ترکیب، ویژگی‌ها و نقش آن در صنایع مدرن و توسعه اقتصادی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله فولاد؛ بررسی علمی ترکیب، ویژگی‌ها و نقش آن در صنایع مدرن و توسعه اقتصادی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله فولاد؛ بررسی علمی ترکیب، ویژگی‌ها و نقش آن در صنایع مدرن و توسعه اقتصادی :

فولاد چیست
فولاد آلیاژی است از آهن و کربن ماه اصلی فولاد آهن است. فلزی سفید نقره ای و کم تنش که مالیبل و داکتیل است و تقریبا نرم . اما کربن این خصوصیبات را تغییر می دهد. اضافه کردن مقدار خیلی جزئی از کربن به آهن آن را به فولاد تغییر می دهد. آلیاژی سخت و خشن و قوی و شکل پذیر. بیشتر از ابزارها و تجهیزات ساختمانی فولادی برای هزاران سال استفاده می کرده است.

بشر اولیه بطوریکه می دانیم و حتی کشف کرد که گرم کردن ابزارهای آهنی در آتش کیفیت آن را بالای برآنها را لخت و قابل خمیدگی می کند. و اگر زغال سنگ هم وجود داشته باشد. فلز حتی لخت تر از قبل از آتش بیرون می آید. عملیات حرارتی هزاران سال عمر دارد در حالیکه علم عملیات حرارتی عمری بیش از ۱۰۰ سال ندارد. و اما عملیات حرارتی فلزات هم علم است و هم هنر. با کنترل زمان و درجه حرارت ما می توانیم فولاد را سخت و شکننده سازیم مثل این و یا نرم و قابل خمیدگی مثل این ما می توانیم با عملیاتمان به فولاد هر خصوصیتی که می خواهیم بدهیم . تفاوت زیادی بین فولادهای کربنی و آنچه که ما به فولادهای آلیاژی فولادهای زنگ نزن و فولادهای ابزار است وجود دارد. اینها تماما انواع مختلفی از فولاد هستند موضوعات. پایه ای عملیات حرارتی ممکن است چیزهایی باشد مشابه آنها به صورت متفاوتی تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند. حال ما قصد مطالعه تنها یکی از فولادها را داریم. فولادهای ساده کربنی این ساده ترین نوع فولاد است. مخلوطی ۲ عنصر پایه آهن و کربن برای تولید فولاد کربن در مقادیر بسیار کمی اضافه می شود چیزی کمتر از ۱% اضافه کردن حدود ۱۵/۱ درصد کربن خواص فولاد به شکل عجیبی تغییر می دهد.

سیستم کد بندی S/A
فولادهای کربنی بسته به مقدار کربن در درجات مختلفی موجود می باشند. بنابراین انواع زیادی از فولادهای موجود اند و تعدادی از سیستمها برای شناسایی انواع فولادهای کربنی برای شناسایی مواد و عناصری که ممکن است با آنها آلیاژ شوند به کار گرفته می شوند.

سیستمی که گسترده ترین استفاده را دارد سیستم شماره گداری S/ A می باشد. S/ A آهن و فولاد آمریکا می باشد. سیستم S/ A از ۴ عدد و گاهی ۵ مد ساخته شده است. این اعداد هر دو فلز پایه و بیشتر اوقات درصد تقریبی عنصر اصلی در مخلوط را مشخص می کند. در این حالت ۲ مداول نشانگر فلز پایه هستند ، ۱۰ نشانگر فولاد کربنی است. ۱۰ همچنین نشاندهنده تعدادی عناصر گریز در فولاد هستند مثل توگرد ، فسفر ، منگنز ، سیلسیم که همچنین ممکن است در مقادیر کنترل شده ای باشندو اما تمامی تمرکز پای این است که IU نشانگر فولاد ساده کربنی است که از آهن و مقدار معینی کربن تشکیل شده است. ۲ رقم باقیمانده در سیستم مصرف AU درصد کربن در فولاد را در ۱۰۰ برای آن معین می کند.

آنها با توجه به این برای S/ A که می دانیم یک فولاد کربنی است و ۱۰ بیانگر این است و ۴۰ مقدار کربن در فولاد را می گوید حتی ۰۴۰ درصد و آن یعنی مقدار خیلی اندکی اما همانطور که خواهیم دید مقدار خیلی اندکی از کربن تمامی چیزی است که ، احتیاج داریم برای ساختن فولادهای بسیار متفاوتی و هر کدام با مشخصات مختلف فولاد کم کربن ۱۰۱۰ در شرایط نرم و برای کارهایی که راکسیتیلیه بالا احتیاج است استفاده می شود. فلزات ارزان برای درهای اتونیل معمولا از فولا ۱۰۱۰ بهره می گیرند. مقایسه فولاد متوسط کربن ۱۰۵۰ خیلی محکم است وقتی که سخت سازی تمیر شود. فولاد ۱۰۵۰ در بخشهای ساختاری اتومبیل مانند اکسل و شافت و تورج های سنگین پر مصرف استفاده می شود.

فولاد پر کربن ۱۰۸۰ می توان سخت کاری و بعد از آن تمیر یا شود برای رسیدن به استحکام خیلی بالا و این فولادی است که خیلی از فنرها برای آن ساخته شود مثل لخت خواب و فنر اتومبیل کامیون.
در محتوای کربن فولاد هم همچنین محدودیتهایی وجود دارد. فولادهای کاربردی تا حدود ۱۵% کربن دارند و بیشتر از %۱۵ مقدار کربن اضافی در فولاد است. و آن را به سمت چدن می برد. آلیاژی با آهن بالا ، کربن ، سیلیکیون چدن ها دارای خواص مختلفی هستند. معمولا به عنوان فولاد کربنی شناخته نمی شوند. اگر ما می توانستیم اتمهای دوران یک قطعه فولاد را ببینیم ما چیزی شبیه این را می دیدیم.

میلیاردها اتم آهن درون قطعه و احتمالا مقدار خیلی جزئی و اتمهای کربن فولاد کربنی های بیشترین مقدار استفاده در جدولهایی به وسیله درهای S/ A لیت شده اند. این مخلوط فلزی شیمیایی آهن و کربن را نشان دهند. توجه داشته باشید که این جدول و همچنین نشاندهنده در حد منیزیم در فولاد است. MN علامت شیمیایی عنصر منیزیم می باشد و C علامت شیمیایی کربن تعدادی از این عناصر اضافی از فولاد وجود دارند. ما آنها را یا عناصر باقیمانده می نامیم. خیلی کوچکتر از آنکه در جدول ترکیب شیمیایی عنوان شوند.

با افعال عناصری مثل کردم ، نیکل مولیبدن و کربن بعضی اوقات از طریق ضایعات به مذاب ، یا محصول ما می رسند و نهایتا راهی به فولاد نهایی یا در مراحل نهایی می یابد. و حتی اگرچه در جدول ترکیبات شیمیایی قرار نگرفته اند این عناصر رسوبی می توانند در فولاد کربنی اختلاف ایجاد کنند. زمانیکه قصد این عناصر اضافه شوند. به آنها عناصر آلیاژی می گوییم و زمانیکه مقداری این عناصر به صورت کافی زیاد شود فولا دیگر به عنوان فولاد کربنی طبقه بندی نمی شود.

به عنوان عملیات حرارتی می کنند ، خیلی مهم است که ما با عناصر رسوبی و آلیاژی آشنا شویم. چون آنها می توانند نقش مهمی در خصوصیات فلز ایفا کنند. به عنوان مثال بعضی از درجات فولا به عنوان فولادهای کربنی درجه بندی می شوند. اما در طبقه فولادهای با قابلیت ماشینکاری قرار می گیرند. چون نسبتا دارای مقادیر زیادی گوگرد هستند و کد S/ A آنها سری ۱۱۰۰ است که اغلب با ۱۱ و ۲ تا x نشان داده می شود. ×× فولاد کربنی با قابلیت ماشینکاری با گوگرد و فسفر در S/ A به صورت ×× ۱۲ طبقه بندی می شود. بعضی اوقات مقدار کمی سرب هم برای خواص ماشینکاری به آن اضافه می شود که در این صورت حرف L در بین رقم اول کد S/ A و ۲ رقم آخر آن اضافه می شود. پس ۱۲l14 یک فولاد با قابلیت ماشینکاری به علاوه فسفر و گوگرد خواهد بود. که ۱۲ مصرف آن است و مقدار کمی که با L نمایش داده شده و ۱۴/. کربن.
متغییر دیگر در فولاد کربنی ، افزودن مقدار کمی از بور است و معمولا کمتر از ۰۰۳/.% بور ممکن است به فولاد اضافه می شود. اما حتی این مقدار کم از بور و بعضی اوقات حتی کمتر از آن ، کاملا کافی است برای شامل شدن در کد S/ A.

۱۰B21 یک فولاد کربنی است با برد ۲۱/.% کربن وقتی در کد AU ، B را می بینیم ما می دانیم که عملیات حرارتی و کونیچ روی این فولاد با همان کار در فولاد ساده کربنی متفاوت خواهد بود.
خوب ، برای کد گذاری فولادهای کربنی خیلی زیر گفتیم. حالا صورت مختصر سیستمهای کد گذاری مورد استفاده برای شناسایی فلزات و آلیاژها را سرور می کنیم .و چیز مهم برای بخاطر داشتن اینها هستند که در کد گذاری S/ A 2 رقم اول نشانه فلز پایه است که ۱۰ برای فولاد کربنی است دو رقم آخر نشانه در مقدار کربن فولاد ضربدر در درصد می باشد.

کریستالهای فلزی
برای فهمیدن اینکه طی عملیات حرارتی چه اتفاقاتی می افتد ، باید آنچه که طی پروسه گرم کردن و سرد کردن روی فلز اتفاق می افتد را به تصویر بکشیم. این تغییرات این مخلوط آهن و کربن ایجاد می شوند. درون هر اتم جداگانه در مولکول اتفاق می افتد. اتمهای آهن برای شکل دادن کریستال آن در طراحی خیلی ساده چیده شده اند. تمامی فلزات ساختاری کریستالی دارند. کریستالهای فلزی خیلی مشابه به شبکه سنگ و بقیه سنگهای متنوع هستند.

اما برای دیدن ساختاری کریستالی دارند. کریستالهای آهن ، ما باید یک نمونه فلزی را بررسی کنیم و با میکروسکوپ متالوژیکی سطح آن را ببینیم فلز را از سطح مقطع آن می بریم و پرداخت می کنیم اما به لایه ای صاف برسیم ، همچنین آنرا پوشش می کنیم با اسید اوج می می توانیم تا مرز دانه بین هر کریستال زیر میکروسکوپ کاملا واضح شود. هر کریستال جداگانه در نظر دانه نامیده می شود. اندازه دانه ها متفیر است چدن آنها هنگام بریده شدن در جهاتت مختلفی می چرخند کم می شود.

سایه بین دانه ها همچنین متفاوت است چون کریستال درجات مختلفی رشد می کند. و نور را درجات و با زاویه های مختلف و با طول مهرج های مختلفی منعکس می کنند. شکل آنها هم همچنین نامنظم ولی قاعده است چون آنها شکل گیری هم برخورد می کرده اند.

زمانیکه میکروسکوپ متالوژیکی یکی اختراع شد دانشمندان چیز زیادی درباره ساختار فلزات نمی دانستند. مرزهای بین دانه های فولادهای پر کربن به نظر می رسیدند که نقش چسب یا سیمان را ایفا می کنند و کریستالها را کنار هم نگه می دارند. آنها این ماده جدید را سمنیت نامیدند و حالا ما می دانیم که سمنیت ترکیبی از آهن و کربن است که همچنین به عنوان کاربید آهن شناخته می شود که حین سرد شدن فولاد شکل می گیرد. فرمول شیمیایی کابیت آهن Fe3 است.

هر دانه یا کریستال از یک فلز ، از میلیاردها اتم تشکیل شده برای دیدن اتمها نمونه نباید بیش از ۳۰ میلیون برابر بزرگ نمایی شود که کار خیلی مشکلی است. پس ما باید هر اتم آهن را و رسم کنیم و ساختار آنها را طی تغییرات دما در طول پروسه عملیات حرارتی به تصویر بکشیم این شبکه کریستالی به هم پیوسته آهن دارای بزرگنمایی یک میلیون برابر است. اتمها بصورت فشرده بسته بندی شده اند ولی بصورت منظمی بسته بندی نشده اند. اتمهای آهن دمای فلز در ساختاری بسیار مشخصی حل و چیده شده اند. دمای ۱۸۰۰ درجه کار نهایت تقریبا بیشترین دمایی است که ما توانسته ایم فولاد کربنی را در آن تحت عملیات حرارتی قرار دهیم .

در این دما فلز هنوز جامد است اما اتمها هنوز برای شکل دادن یک طرح مشخص در کریستال در تحرکند . این چیدمان آهن را هر کدام از ۸ گوشه مکعب نگه می دارد و در هر سطح مکعب با اتمهای آهن می پوشانند. این ساختار مکعب با سطوح مرکز دار نام دارد. این ساختار کریستالی تنها موقعی وجود دارد که دمای آهن بالا باشد عموما فرد یک ۱۶۷۴ درجه فار نهایت زیر ۱۶۷۴ درجه اتمهای مرکز سطوح موقعیت خودشان را تغییر می دهند. در این ساختار جدید اتمها در ۳۸ گوشه مکعب می مانند اما حالا طوری چیده شده اند که هر اتم آهن را در وسط مکعب در برگرفته اند این مکعب مرکز دار نامیده می شود و اگر ما دوباره آهن را گرم کنیم ساختار مکعبی مرکز دارد در صورت مکعب سطوح مرکز دارد نامیده می شود اگر ما دوباره آهن را گرم کنیم ساختار مکعبی مرکز دار دوباره به صورت مکعب سطوح مرکز دارد در می آید. در زیر میکروسکوپ ما می توانیم این انتقال ساختار کریستالی فولاد را ببینیم. ساختار کریستال مکعب سطوح مرکز دار اتم تا زمانی که دمای آن حدود ۱۶۷۴درجه گرم باقی می ماند.

آهن در این دما آستنیت نامیده می شود. همین که آستنیت تا ۱۶۷۴ درجه فار نهایت سرد شود. اتمهای ساختار کریستالی آستنیت تغییر مکان می دهند. ساختار مکعب با سطوح مرکز دارد یا Fcc به مکعبی مرکز داریا Bcc 1674 درجه فار نهایت تغییر می کند. در این فرم Bcc و دمای ۱۶۷۴ درجه فار نهایت فلز حالا مزیت نامیده می شود. آستینت و مزیت عباراتی هستند که در نقشه های عملیات حرارتی برای تشخیص دو فرم کریستالی مختلف فولاد که در تغییرات فازی در دما هستند. و برای تشریح نقش ذرات کوچک کربن در حین تغییرات ساختاری در حرارت دادن و سرد کردن بکار می روند. در این چیزی که تمام عملیات حرارتی درباره آن است. گرم کردن قطعه ای فولاد تا مرحله آستنیت بیشتر از محدوده ۱۳۰۰ یا ۱۴۰۰ درجه تا ۱۶۷۴ درجه فار نهایت بسته به درصد کربن و بعد اجازه دادن به آن به سرد شدن کنترل زمان و دما.
در این راه ، انتقال اتمها از آستنیت با سطوح مرکز دارد به مزیت مکعبی مرکز دارد را کنترل می کنیم. دانش عملیات حرارتی به آلوتروپی آهن وابسته است. توانایی آهن از انتقال از یک ساختار کربستالی به دیگر ساختار کریستالی با تغییر دما.

محلولهای جامد :
عملیات حرارتی به سادگی گرم کردن فلز و نگه داشتن در آن دما است بصورتیکه خواهیم دید و سرد کردن کنترل شده آن بی نهایت مهم است. چیزی که عملیات حرارتی را کمی پیچیده تر می کند. این واقعیت است که ما با محلول جامدی از آهن و کربن کار می کنیم فولاد یک محلول جامد است و دیدن اینکه مذاب فولاد می تواند محلولی از آهن و کربن باشد ساده است اما فولاد در حین عملیات حرارتی ذوب نمی شود در مورد آهن جامد و کربن جامد و بصورت محلول در جامد حرف می زنیم و این قابلیت آهن و کربن است برای شکل دادن به محلول جامد که عملیات حرارتی فولاد با موفقیت همراه شود.

اینکه ، چطور می توانیم کربن جامد را با کریستالهای جامد آهن و در سطح ملکولی به صورت محلول در بیاوریم خیلی ساده است. دماهایی بالا فولاد را آستنیت می کند. ساختار کریستالی مکعب با سطوح قرار دارد. فضاهای خالی مناسبی برای نفوذ اتمهای کربن بین اتمهای آهن به وجود می آورد و همانطور که می بینید در کریستال آستنیت فضای خالی کافی برای اتمهای کربن وجود دارد تا محرک داشته باشند. اتمهای کربن کاملا در آستنیت محلولند. اما همینکه دما به آرامی کاهش پیدا کند و آستنیت آرام آرام به شبکه مکعبی مرکز دارد مزیت پیدا کند جای خالی کمتری بین اتمهای آهن وجود دارد. بیشتر اتمهای کربن در کریستالهای Bcc باقی نمی مانند و چون فضای کافی وجود ندارد اتمهای کربن موجود به بیرون کریستال نفوذ می کنند. این اتمهای کربن آنرا با اتمهای آهن ازاد جفت می شوند و ملکول کار بید آنها را می سازد. Te3c که همچنین سمنتیت خوانده می شوند .به خاطر داشته باشید که ۲ یا چند اتم در شرایط مخصوصی ملکول را می سازند.

این اتمهای کربن هستند که در کریستالهای گرم شده آستنتیت حل می شوند و آهن را به فولاد تبدیل می کنند. در تمام دماهای بالاتر از محدوده ۱۳۰۰ و ۱۴۰۰ تا ۱۶۷۴ درجه فار نهایت آسنتیت با شبکه کریستالی مکعب با سطوح مرکز دارد داریم. اتمهای کربنی در این شبکه کریستالی آزادانه حرکت می کنند اما تصور کنید که ما آستنیت را سریعا سرد کنیم. با کوئیچ کردن فولاد در آب سرد ، انتقال از مکعب با سطوح مرکز دار خیلی آنی خواهد بود و تقریبا بصورت آنی درباره دمایی مشخص اتمهای کربن که در شبکه مکعبی با سطوح مرکز دارد بصورت آزادانه حرکت می کردند.همینکه ساختار ناگهان به وام می افتند. هرچه اتمهای کربن به دام افتاده در کریستال بیشتر باشد ، فولاد سخت تر می شود هرچه بیشتر کریستالهای مکعبی مرکز دارد بیشتر و پیچیده شوند.

اتمهای آهن به وسیله اتمهای کربن کریستال از هم جدا می شوند. این کریستال جدید پیچیده شده ، دیگر همان مزیت نیست و حالا مار تزیت خوانده می شود. کار تزیت یک محلول فوق اشباع از کربن در آهن است و ریز ساختار آن کاملا با مزیت متفاوت است.

این چگونگی ساخته شدن فولاد از اتمهای آهن و کربن است که مقادیر بسیار کمی از کربن در فلز جامد حل شده وقتی آسنتینت به آرامی خنک شود اتمهای کربن به بیرون ساختار مکعب با سطوح مرکز دار نفوذ می کنند و با آهن پیوند می دهند تا کار بید آهن و فرم مکعب مرکز دارد و شکل دهند.

انتقال مزیت از آستنیت به سمنتیت و مزیت طی خنک شدن تدریجی یا به مارتزیت موقع سرد شدن ناگهانی در محدوده مشخص زمانی چیزی است که در یک فولاد مشخص اتفاق می افتد. فرض کنید که ما نمودارهای دمایی فولادهای بیشتر و با سطوح مختلف مقدار کربن را رسم کنیم. مقدار کربن فولاد در مواجهه با دمایی که در آن مزیت و سمنتیت و طی گرم کردن اتفاق می فتد خطی ثابت و افقی در حدود ۱۳۱۴ درجه فار نهایت است و A خوانده می شود. همین طور که درصد کربن فولاد زیادتر می شوند دمای استحاله بیشتر کاهش پیدا می کند.

جاییکه آستنیت طی سرد کردن شروع به ساتحاله به مزیت می کند. خطی از نموار است که A نامیده می شود.
نشاندهنده دمایی است که در آن فولاد طی گرم شدن شروع به استحاله به آستنیت می کند . این دمای استحاله تا وقتیکه مقدار کربن آستنیت به ۷۷/. درصد افزایش می یابد. کاهش پیدا می کند.
دمای استحاله به عکس شروع به افزایش می کند همین طور که مقدار کربن زیادی می شود. این خط استحاله جدید Amm خوانده می شود. در محدوده A3 و A1 فولادد تماما آستنیت در نظر گرفته می شود. A3 و A1 فولاد مخلوطی از آستنیت و مزیت است و بین Ae و A1 فولاد مخلوطی از آستنیت و سمنتیت است.

تمامی فولادها صرفنظر از مقدار کربن طی گرم کردن در دمای ۱۳۱۴درجه فار نهایت شروع به استحاله مزیت به آستنیت می کنند. زیر خط استحاله A1 فولاد کاملا مزیت و سمنتیت است و به این ترتیب همین طور که فولاد را گرم می کنیم در A1 مزیت شروع به استحاله آستنیت می کند و کار بید آهن یا سمنتیت شروع به رفتن به سمت محلول می کنند همین طور که اتمهای کربن در آستنتیت با مکعب با سطوح مرکز دارد وجود دارد .
بین A1 و A3 مخلوطی مزیت و آستنتیت وجود دارد . در بالاتر از A3 و Acm فولاد کاملا آستنتیت است و در زیر A1 فولاد مزیت و سمنتیت است.
اینجا ما قسمتی از دیاگرام آهن ، سمنتیت را داریم که در عملیات حرارتی فولادهای کربنی استفاده می شود. دیاگرام آهن سمنتیت با فازهای آستنتیت مزیت و سمنتیت سروکار دارد که در این دماها وجود دارند محدوده کربن در هز فاز و مخلوط ۲ فازی مزیت و آستنتیت مزیت و سمنتیت و آستنتیت و سمنتیت .

آنچه که ما در دیاگرام فازی آهن ، سمنتیت می توانیم ببنیم این است که منطقه ای که به عنوان آستنتیت مشخص شده جایست که آهن می تواند کربن را حل شده سرو کار بسیار زیادی داشته باشد. کربن بسیار کمی در مزیت حل می شود. بسیاری از عملیات های حرارتی مثل آنیل و گرم کردن برای سخت کاری با گرم کردن فولاد این محدوده زمانی شروع می شوند تا کربن را در آهن مکعبی با سطوح مرکز دارد حل می کنند. دیاگرام آهن سمنتیت در پروسه هایی از عملیات حرارتی استفاده می شوند. که شامل آرام کردن و آرام خنک کردن هستند. دیاگرامهای دیگر برای پروسه عملیات حرارتی مختلفی به کار می روند. و ttt یا تریپل T خوانده می شوند.

Ttt نشانگر زمان دما دگرگونی می باشد . ۲ نوع دیاگرام ttt وجود دارد. یکی از دگرگونیهای یا همه IT است ایزو یعنی ثابت ترمال یعنی حرارت و دما دیاگرام دگرگونی همه ما برای تشریح عملیات حرارتی در دمای ثابت به کار می رود. دیاگرام نوع دوم خود دارد دگرگونی در سرد شدن پیوسته یا منحنی های ct است منحنی دیاگرام ct عملیات حرارتی طی سرد شدن پیوسته است و همین طور است از پیوسته.
این را در برنامه ای در رابطه با فولادهای آلیاژی توضیح خواهیم داد و حال فقط منحنی استحاله همه ما را در نظر خواهیم گرفت.

این یک دیاگرام TTT برای فولاد معینی با مقدار کربن ۷۷/. درصد است. همین طور که مقدار کربن فولاد تغییر می کند. ttt آن هم نیز تغییر خواهد کرد. منحنی اول زمان شروع استحاله زیر ساختار فولاد را نشان می دهد.
منحنی دوم ، تمام آن استحاله را نشان می دهد. پس در این منطقه دمایی در مواجهه با زمان ما زیر ساختار آستنتیتی خواهیم داشت. اگر ما منحنی را بین شروع و خاتمه منحنی قطعه کنیم مخلوطی از زیر ساختارها را خواهیم داشت آستنتیت در مرحله تغییر به یک ریز ساختار متفاوت خواهد بود و در منطقه قبل از خاتمه منحنی ریز ساختارهایی از فولاد را خواهیم داشت که پرلیت و بینیت خوانده می شوند بسته به زمان و دمایی که آن سرد می شوند. ریز ساختار رو منحنی متفاوتی خواهند داشت.

آستنتیت را خیلی سریع خنک کنیم. منحنی شروع پرلیت را در خواهیم کرد به نقطه مارتزیتی خواهیم برخورد. خنک کردن بیشتر منجر به استحاله تکامل ریز ساختار به مارتزیت خواهد شد. پس دیاگرام زمان – دما دگرگونی نشاندهنده زمانی است که آستنتیت می گیرد تا به ریز ساختاری مشخص خواهد مشخص رسد. با کنترل زمانی که در آن فولاد را از دمای آستنتیتی سرد می کنیم یا زمانی که فولاد را در دمای ثابتی نگه می داریم. می توانیم استحاله فولاد را به محدوده وسیعی از سختی ها زیر ساختارها کنترل می کنیم. ریز ساختار به وسیله جدول بندی استحاله فولاد روی دیاگرام ttt بین فرآیند سرد کردن و زمانی که فولاد در هر دمایی گرم می شود مشخص شود. برای مثال اگر فولاد با ۷۷/.% کربن را تا دمای استحاله A1 آن و جاییکه ریز ساختار آن کاملا آستنتیت است گرم کنیم و سپس سریعا آن را کوئیچ نماییم مثلا در کمتر از ۱ ثانیه ما مارتزیت را خواهیم داشت.

مارتزیت ریز ساختار مشخصی دارد هرچند اگر ما دوباره فولاد را به تا آستنتیت گرم کنیم و بعد به آن جازه سرد شدن آرام بدهیم یا سرد شدن را در دمایی معین نگه داریم.
بسته به حرارت و زمانی که دما را نگه می داریم . ریز ساختار متفاوتی پدیدار خواهد شد. اگر ما دما را جایی حدود ۱۰۰۰ تا ۱۳۳۵ درجه برای زمانی بیشتر از ۱ ثانیه بطور ثابت نگه داریم. ریز ساختاری به نام پرلیت شروع به تشکیل می کند. در هر زمانی بین یک دقیقه و یک ساعت یا چنین زمانی بسته دمایی که فلز را در آن نگهداری می کنیم. فولاد کاملا به پرلیت استحاله می دهد.
گله داشتن دوباره زمان سرد کردن در دمای ثاتبی زیر ۱۰۰ درجه فار نهایت ریز ساختاری را به وجود می آورد که بینیت نامیده می شود.

دیاگرام زمان دما دگرگونی یا ttt یک نقشه با جزییات کامل راهنمایی برای عملیات حرارتی کنندگان در خم زیر ساختاری و سازنده خواص مطلوب در انوع مختلف فولاد است. ریز ساختار به وسیله دما و زمان سرد کردن قابل کنترل است.

در زیر ساختار مارتزیت سختی در حداکثر قابل دسترسی برای همان نوع فولاد خواهد بود.
در پرلیتی که با سرد کردن فولاد در زمان دمای مناسب تشکیل شده زیر ساختار نشاندهنده لایه های یک در میان مزیتی و لایه های سمنیت است بخاطر وجود این لایه های یک در میان این شکل پرلیت همچنین پرلیت ورقه ای هم خوانده می شود.

در فولاد با ۷۷/. درصد کربن پرلیت دارای لختی حدود ۳۲ تا ۳۸ راکول سی است اگر فولاد را در زمان دمای مناسب سرد کنیم تا را بدست بیاوریم لختی ممکن است چیز حدود ۴۰ تا ۵۰ را کول شود و ریز ساختاری آن نشاندهنده مخلوطی از مارتزیت است اما کار بیدها در رگه ها یا سوزنهای خوبی را تشکیل داده اند. بینیت از پرلیت لخت تر است و مارتزیت فولاد لخت تری است مارتزیتی که از فولاد با ۷۷/. درصد کربن تشکیل شده دارای لختی بین ۶۴ تا ۶۶ راکول سی است.

ریز ساختاری آن ممکن است خوب یا رگه باشد معمولا سوزنی شکل به یاد داشته باشید که اتمهای کربن در مارتزیت بین کریستالها گیر افتاده اند .و پرلیت و بینیت ریز ساختارهای نرم تری از فولاد نسبت به مارتزیت هستند چون در دمای بالاتری شکل گرفته اند و هیچ کربنی در کریستالها گیر نکرده است. پرلیت و بیینیت مخلوطی از مزیت و کاربید آهن هستند اما تمامی این ریز ساختارها پرلیت و مارتزیت می توانند در میان هم در شکل جدیدی از فولاد باشند که نرم افزار اصلی است.

برای مثال اگر ما بخواهیم ریز ساختارها مارتزیت را تغییر دهیم تا فلزی نرم تر و با قابلیت ماشینکاری راحتر داشته باشیم.
آن را تبدیل به ریز ساختاری کروی می کنیم. کروی شکلی از فولاد است که در آن کاربید آهن به شکل کروی در آمده است. کروی کردن آنیل زیر دمای بحرانی و با حرارت دادن فولاد مارتزیتی تا تقریبا ۱۳۰۰ درجه فار نهایت انجام می شود. توجه کنید که ۱۳۰۰درجه فار نهایت تنها کمی زیر دمای بحرانی تشکیل آستنتیت است. برای کروی کردن همچنین لازم است که دما بطور کافی بالا نگه داشته شود تا بدین وسیله ذرات کار بید آهن به هم نزدیک شوند تا ذرات کروی بزرگتر پدید آید و سپس فولاد سریعا سرد می شود. از آنجاییکه هیچ آستنتیتی وجود ندارد فولاد نمی تواند ساختار کریستالی خود را تغییر دهد و نتیجه آن یک ساختار نرم و آنیل شده است.
این کار آنیل زیر دمای بحرانی نامیده می شود و ریز ساختار نهایی آن کروی خواهد بود.

مخلوطی از مزیت و سمنتیت هستند . کار بیدها در زمینه مزیت بصورت گرد شده و مشخص هستند و ابزارها توانایی بریدن فولاد بدون مواجهه با مارتزیت لخت را دارند. مقادیر عظیمی از فولادهای کربنی برای بهبود خواص ماشینکاری و شکل پذیری کروی می شوند زیر ساختار کروی یک ضرورت برای فولادهای دامنه لختی آن تاثیر دارد هرچه مقدار کربن تا حدود ۶/. بیشتر باشد لختی مارتزیت لخت تر است.

با نگاه به جدول لختی راکول سی و درصد کربن و مارتزیتی که یک فولاد دارد فولادی با حدود ۶/.% کربن با لختی ۶۲ راکول سی سنتی بیشتر خواهد داشت نسبت به فولادی دارای ۴/.% کربن و ۵۵ به این خاطر ریز ساختار کروی برای ماشینکاری فولاد با کربن متوسط زیاد ضروری است . مهم فولاد کربنی هنگام تغییر فرم سرد روی قطعه کروی شده باشند .و مثل خم کاری ، کله زنی نورد فرج سرکاری سرد و فرآیندهای دیگر فرآیندهای دیگری برای کروی سازی تولیدات فله ای شامل حرارت دادن فولادهای ورقه ای گرم تا نقطه کمی پایین تر از دمای استحاله حدود ۱۳۰۰ به کار می رود

در این جا دمای زیر بحرانی تا حدود ۱۵ ساعت نگه داشته می شود سپس بجای سرد کردن ، فولاد تا دمایی حدود ۱۳۷۰ درجه فار نهایت بین A3,A1 گرم می شودفولاد در دمای فوق تا حدود ۱ ساعت نگه داشتیم و آراسته ، حدود ۱۲۷۰ درجه فار نهایت با سرعت ۲۰ درجه فار نهایت در ساعت سرد می شود. سپس در ۱۲۵۰ درجه برای یک ساعت نگه داشته می شود و سپس تا دمای اتاق سرد می شود. آنیل در زیر دمای بحرانی که در آن فولاد لخت تر تا دمای قبل از دمای استحاله آستنتیتی گرم می شود. معمولا برای کروی سازی مارتزیت پرلیت به کار می رود. محدوده وسیعی از قطعاتی که از فولاد پر کربن ساخته می شوند ، به وسیله فرآیند آستمپرینگ عملیات حرارتی می شوند. آستنتیت به بینت تبدیل می شود.