Cryptocrystalline Martensite คืออะไร?

Cryptocrystalline martensite เป็นสัณฐานวิทยาโครงสร้างจุลภาคของมาร์เทนไซต์ คุณสมบัติหลักคือ เมื่อสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์โลหะวิทยา จะไม่มีรูปร่างคล้ายเข็มหรือใบไผ่ที่ชัดเจน แต่จะมีลักษณะเป็นบริเวณที่มีสีเข้มขึ้นและพร่ามัวซึ่งดูเหมือนเป็นการ "ซ่อน" โครงสร้างภายในที่ละเอียด.

เมื่อสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนกำลังขยายสูงเท่านั้นจึงจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าแท้จริงแล้วประกอบด้วยเข็มมาร์เทนซิติกที่ละเอียดมากซึ่งพันกันแน่น

1. เงื่อนไขการก่อตัว
มาร์เทนไซต์แบบเข็มที่ซ่อนอยู่ก็เป็นประเภทของมาร์เทนไซต์แบบระนาบเช่นกัน

เมื่อปริมาณคาร์บอนในเหล็กสูง (ปกติ > 0.6%) มาร์เทนไซต์ที่เกิดขึ้นหลังจากการชุบแข็งส่วนใหญ่จะเป็นมาร์เทนไซต์แบบเกล็ด (หรือที่เรียกว่ามาร์เทนไซต์คู่) คาร์บอนสูงทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของโครงตาข่ายอย่างรุนแรงในมาร์เทนซิต ส่งผลให้เกิดความเครียดภายในอย่างมีนัยสำคัญ

ขนาดสูงสุดของมาร์เทนไซต์ที่มีลักษณะคล้ายแผ่นจะขึ้นอยู่กับขนาดเกรนของออสเทนไนต์ดั้งเดิม ยิ่งออสเทนไนต์มีขนาดใหญ่ แผ่นมาร์เทนไซต์ก็จะยิ่งหยาบมากขึ้นเท่านั้น

เมื่อแผ่นมาร์เทนซิติกที่ใหญ่ที่สุดแยกแยะได้ยากด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง โครงสร้างนี้เรียกว่ามาร์เทนไซต์เข็มซ่อน

2. โครงสร้างจุลภาคและลักษณะทางสัณฐานวิทยา
ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ภายในเมล็ดออสเทนไนต์ดั้งเดิมจะมีบริเวณที่มืดกว่าและไม่คงที่ ไม่สามารถมองเห็นโครงสร้างคล้ายเข็มที่มีทิศทางชัดเจน ดูรูปที่ 1

มักจะมาพร้อมกับออสเทนไนต์ที่ตกค้างจำนวนมาก เนื่องจากจุดคาร์บอนสูงและจุด Ms ต่ำขัดขวางไม่ให้การเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนไซต์ดำเนินต่อไปได้อย่างสมบูรณ์ ออสเทนไนต์บางส่วนจึงถูกเก็บรักษาไว้ และออสเทนไนต์ที่ตกค้างนี้จะเติมเข้าไประหว่างเข็มมาร์เทนไซต์ละเอียด ซึ่งจะทำให้รูปร่างของเข็มเบลอมากขึ้น

สัณฐานวิทยาด้วยกล้องจุลทรรศน์: ประกอบด้วยมาร์เทนไซต์คล้ายแผ่นละเอียดและออสเทนไนต์ที่ตกค้างอยู่ระหว่างนั้นอย่างชัดเจน

ชิ้นมาร์เทนซิติกนั้นสั้นและเล็กมาก จัดเรียงในทิศทางที่ไม่เป็นระเบียบ และมีความหนาแน่นสูงมาก

แผ่นมาร์เทนซิติกมักจะมีไมโครทวินจำนวนมาก ซึ่งเป็นโครงสร้างย่อยทั่วไปของมาร์เทนไซต์ที่คล้ายแผ่นคาร์บอนสูง

3. ลักษณะการปฏิบัติงาน
เนื่องจาก Hidden Needle Martensite โดยพื้นฐานแล้วเป็นมาร์เทนไซต์ที่มีคาร์บอนสูงเป็นขุย จึงมีคุณสมบัติทั่วไปของมาร์เทนไซต์ที่มีคาร์บอนสูง นั่นคือ มีความแข็งและความแข็งแรงสูง

นอกจากนี้ Cryptospin Martensite ยังมีความเปราะบางสูง มาร์เทนไซต์แบบเข็มที่ซ่อนอยู่นั้นประกอบด้วยไมโครทวินจำนวนมากและการเคลื่อนตัวของความหนาแน่นสูง การบิดเบี้ยวของโครงตาข่ายอย่างรุนแรง และความเครียดภายในที่สูงมาก ส่งผลให้มีความเปราะสูง

รูปที่ 2 แสดงบล็อกโลหะที่ลอกออกจากรอยแตกที่เปราะเมื่อยล้าบนม้วน

นอกจากนี้ยังมีความทนทานต่อการสึกหรอได้ดี ความแข็งสูงทำให้ทนทานต่อการสึกหรอได้ดีเยี่ยม

ควรสังเกตว่าเนื่องจากมีออสเทนไนต์คงอยู่จำนวนมาก ความแข็งและความแข็งแกร่งในทางทฤษฎีอาจต่ำกว่าค่าทางทฤษฎีเล็กน้อยสำหรับการเปลี่ยนรูปโดยสมบูรณ์ แต่ออสเทนไนต์ที่คงเหลือไว้จะให้ประโยชน์บางประการสำหรับความเหนียว

4. การนำไปปฏิบัติจริง
มาร์เทนไซต์แบบเข็มที่ซ่อนอยู่มักพบในโครงสร้างจุลภาคที่ดับแล้วของเหล็กกล้าเครื่องมือคาร์บอนสูงและเหล็กกล้าโลหะผสมคาร์บอนสูง เครื่องมือตัด เช่น ตะไบ สว่าน เครื่องมือกลึง ฯลฯ แม่พิมพ์ แม่พิมพ์งานเย็นที่ต้องการความแข็งสูงและทนทานต่อการสึกหรอ เครื่องมือกลิ้ง เช่น ลูกกลิ้ง

สำหรับชิ้นงานดังกล่าว การได้มาร์เทนไซต์แบบเข็มที่ซ่อนอยู่เป็นกุญแจสำคัญในการบรรลุความแข็งสูง อย่างไรก็ตาม เพื่อลดความเปราะบางและความเครียดภายใน จะต้องดำเนินการแบ่งเบาบรรเทาทันทีหลังจากการดับ

โดยสรุป Hidden Needle Martensite ไม่ใช่มาร์เทนไซต์ชนิดอิสระ แต่เป็นโครงสร้างจุลภาคที่มีความละเอียดมากซึ่งเกิดขึ้นภายใต้สภาวะเฉพาะ (คาร์บอนสูง จุด Ms ต่ำ) ของมาร์เทนไซต์ที่มีคาร์บอนสูงเป็นขุย

คุณลักษณะ "เข็มที่ซ่อนอยู่" เนื่องจากมีโครงสร้างที่ละเอียดมาก ซึ่งเกินความสามารถด้านความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

เป็นโครงสร้างที่เหมาะสำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนสูงที่ผ่านการชุบแข็งและเสริมความแข็งแรง แต่ยังมีความเปราะบางสูงอีกด้วย