Perliit

Allikas: Vikipeedia
Mine navigeerimisribale Mine otsikasti

Perliit on ferriidi ja tsementiidi eutektoidsegu, süsinikusisaldusega 0,8%. See esineb neis rauasüsinikusulamites, milles süsinikusisaldus on suurem kui 0,02%. Perliit tekib austeniidi (süsinikusisaldusega 0,8%) lagunemisel temperatuuril 727 °C: A → P (F+T). [1]

Perliitstruktuur

Perliidi avastas Henry Clifton Sorby, kelle järgi nimetati see sorbiidiks, kuid populaarsemaks osutus alternatiivne nimetus "perliit" (pärlisarnane), kuna mikrostrukuuriliselt on sarnasusi pärlmutriga.

Eutektoidmuutus[muuda | muuda lähteteksti]

Raudsüsiniku segu kuni 6,67% süsinikku eutektikum esineb temperatuuril 727 °C. Antud juhul on eutektikum mehaaniline segu, mis koosneb samal ajal eraldunud terade tardfaasidest.

Raudsüsiniku diagramm

Temperatuuril 727 °C on A (austeniit), F(ferriit) ja T(tsementiit) samaaegselt. Temperatuuri langedes austeniit, mille koostis vastab punktile S (0,8% C), laguneb eutektoidmuutuse A → F + T tulemusena ferriidi ja tsementiidi seguks – eutektoidiks. Seda nimetatakse perliidiks (pearlite) (P) ehk A → (F + T)=P. Seega eutektoidteraste struktuuriks on puhas perliit. Austeniidist eutektoidmuutuse tulemusena tekkinud perliit on kihilise struktuuriga – vaheldumisi paiknevad ferriidi ja tsementiidi lamellid. Selles perliidis oleva ferriidi kogus ületab tsementiidi koguse, mistõttu on tegemist kogu struktuuri ulatuses oleva ferriitse maatriksiga. Nii perliit kui ka tema põhimassi koostises olev ferriit on väga hästi survetöödeldavad ja üsnagi sitked, perliit on küll ferriidist märgatavalt kõvem. Allajahutamisel temperatuurideni 400...500 °C ja enam moodustub eutektoidmuutuse tulemusena austeniidist hajusam ferriidi ja tsementiidi segu, mis on tuntud beiniidina. [2]

Perliidi vastupidavus[muuda | muuda lähteteksti]

1994. aastal sooritas Urashima T, Nishida S, raudtee siledate pinnaproovide keerutus- ja painutusväsimusteste, väsimuspragude tekkimise uurimiseks. Eesmärk oli avastada, kuidas lamell perliidi mikrostruktuuri suund mõjutab raudteerööpa terases väsimusest tingitud pragunemise algamist. Staatilised tõmbekatsed viidi läbi toatemperatuuril, surveseadeldise kiirus oli 0,5 mm/s. Kogutüve mõõdeti ekstensomeetriga, väsimustesti jaoks kasutati pöörlevat painutusmasinat ning need viidi läbi toatemperatuuril. Katse sagedused olid 30 Hz. Avastati, et perliitteras oli kõvemaks muutunud, aga teatud punktis tekkis lõpuks mõra. Väsimuspiir perliitterasele arvutatakse põhimõttega, et nõrgim koht esineb praona, kui rakendada staatilist jõudu. Sileda pinnaproovi prognoositud väsimuspiirid katsematerjalitel olid vastavalt 432 MPa, 362 MPa ja 437 MPa. Tegelik väsimuspiir oli vastavalt 510 MPa, 400 MPa ja 480 MPa ehk 9–15% suurem kui eeldatud. Materjalivalikul peetakse vajalikuks arvesse võtta, et perliitterasel esineb defekte, sest purunemine algab varakult koormust rakendades. [3] [4]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. [P. Kulu, J. Kübarsepp, E. Hendre, T. Metusala, O. Tapupere; 2001, Materjalid, lk 21]
  2. [Priit Kulu, Jakob Kübarsepp, Andres Laansoo, Renno Veinthal, 2015, MATERJALITEHNIKA I, Tehnomaterjalid, lk 81]
  3. [S. Hamadaa *, D. Sasakib , M. Uedac and H. Noguchia, 2011, “Fatigue limit evaluation considering crack initiation for lamellar pearlitic steel”]
  4. [Urashima T, Nishida S: Fatigue crack initiation and propagation behavior and fracture surface of eutectoid steels. J. Society of Materials Science Japan 1994, 43, lk.515-21]