Austenitisaatioon

Austenitisaatio on metallurgian lämpökäsittelyvaihe, jossa rautamalmeista valmistetut teräkset ja seokset kuumennetaan sellaisiin lämpötiloihin, että rauta muuttuu austenitiksi (gamma-ruostumaton rakenne, FCC-kide). Tämän käsittelyn tavoitteena on hajottaa karbidit sekä tasoittaa hiilen jakaantuminen terässsa, jolloin rakenne muuttuu homogeeniseksi ja valmis seuraavaa käsittelyä varten, kuten karkaistusta tai päästöksettömäksi pehmenemistä.

Lämpötilat ja mekanismi: Austenitisaatio tapahtuu pääosin Ac1- ja Ac3-linjojenkorkeammalla alueella. Puhtaan hiiliteräksen osalta Ac1 on noin 727 °C ja Ac3 noin 830–910 °C riippuen suhteellisen hiilen määrä; alhaisemman hiilipitoisuuden teräkset tarvitsevat pienempiä, suuremman hiilipitoisuuden teräkset suurempia lämpötiloja. Seoksen muut alkuaineet, kuten Ni, Mn, Cr, Mo ja V, vaikuttavat Ac1/Ac3-arvoihin ja voivat laajentaa austenittialuetta; ne myös vaikuttavat austenittigrainin kasvuun. Austenitisaatio toteutetaan yleensä siten, että lämpötila on riittävän korkea karbidien liukenemisen ja hiilen diffuusion mahdollistamiseksi, mutta ei niin korkea, että syntyy liiallista kidadiffuusiota tai sekä integroidaan liian suuria raerakenteita.

Prosessi: Käytettävä lämpötilan ja aikakauden valinta riippuu halutusta lopputuloksesta ja materiaalin koostumuksesta. Kukausajan on riitettävä hiilen ja kovametallien diffuusion tasapainottamiseen sekä karbidien liukenemisen varmistamiseen. Liian pitkät lämmitys- tai ylläpitomassat voivat johtaa suureen raekokoihin ja heikentää seuraavaa karkaistusta, kun taas liian lyhyet ajat voivat johtaa pinta- tai sisäsisäisiin epäjatkuvuuksiin.

Merkitys ja sovellukset: Austenitisaatio on keskeinen vaihe monissa lämpökäsittelyissä, kuten karkaistuksessa ja temperoinnissa, sekä suurten teräslaatujen laadun varmistamisessa. Seuraa karkaistus muuttaa austenitissa muodostuvan rakenteen martensiitiksi, jolloin saavutetaan halutut lujuus- ja kovuusominaisuudet. Austenitisaatioon liittyy myös hitsauksessa ja lämpövaikutusalueiden käsittely, joissa alueen austenitisaatio vaikuttaa lopulliseen mekaaniseen käyttäytymiseen.