बैनाइट: Difference between revisions

{{Steels}}

एक बढ़िया गैर-लैमेलर संरचना, बैनाइट में सामान्यतः सीमेंटाइट और लोहे के [[अव्यवस्था]]-समृद्ध एलोट्रोप होते हैं। बैनाइट में उपस्थित फेराइट में अव्यवस्थाओं का बड़ा घनत्व, और बैनाइट प्लेटलेट्स का अच्छा आकार, इस फेराइट को सामान्य से अधिक कठोर बनाता है।<ref name="hard">{{cite journal|doi=10.1016/j.msea.2007.05.007|title=Influence of bainite/martensite-content on the tensile properties of low carbon dual-phase steels|journal=Materials Science and Engineering: A|volume=474|issue=1–2|pages=270–282|year=2008|last1=Kumar|first1=A.|last2=Singh|first2=S.B.|last3=Ray|first3=K.K.}}</ref><ref>{{cite book | last=Durand-Charre | first=Madeleine | title=स्टील्स और कास्ट आयरन की सूक्ष्म संरचना| url=https://archive.org/details/microstructurest00dura | url-access=limited | year=2004 | publisher=Springer|isbn=978-3540209638|page=[https://archive.org/details/microstructurest00dura/page/n228 223]}}</ref>

==इतिहास==

==निर्माण==

यदि स्टील को ऊंचे तापमान पर धीरे-धीरे ठंडा किया जाता है या समतापीय रूप से परिवर्तित किया जाता है, तो प्राप्त सूक्ष्म संरचना संतुलन के समीप होगी,<ref>{{cite journal|url=http://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/abstracts/microalloyed.html |doi=10.4028/www.scientific.net/MSF.284-286.39|title=फेराइट-पर्लाइट माइक्रोस्ट्रक्चर के विकल्प|journal=Materials Science Forum|volume=284-286|pages=39–50|year=1998|last1=Bhadeshia|first1=Harshad K.D.H.|s2cid=137968590}}</ref> उदाहरण के लिए एलोट्रियोमोर्फिक फेराइट, सीमेंटाइट और पर्लाइट से युक्त है चूँकि, ऑस्टेनाइट से पर्लाइट में परिवर्तन एक समय-निर्भर पुनर्निर्माण प्रतिक्रिया है जिसके लिए लोहे और कार्बन परमाणुओं के बड़े मापदंड पर आंदोलन की आवश्यकता होती है। जबकि अंतरालीय कार्बन मध्यम तापमान पर भी आसानी से फैलता है, लोहे का स्व-प्रसार 600 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर अधिक धीमा हो जाता है, जब तक कि सभी व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, यह बंद नहीं हो जाता है। परिणामस्वरूप, तेजी से ठंडा किया गया स्टील ऐसे तापमान तक पहुंच सकता है जहां प्रतिक्रिया अधूरी होने और शेष ऑस्टेनाइट थर्मोडायनामिक रूप से अस्थिर होने के अतिरिक्त पर्लाइट नहीं बन सकता है।<ref>{{cite book | last=Durand-Charre | first=Madeleine | title=स्टील्स और कास्ट आयरन की सूक्ष्म संरचना| url=https://archive.org/details/microstructurest00dura | url-access=limited | year=2004 | publisher=Springer|isbn=978-3540209638|pages=[https://archive.org/details/microstructurest00dura/page/n201 195]–198}}</ref>

===विस्थापन सिद्धांत===

बैनाइट के लिए विशिष्ट गठन तंत्र पर सिद्धांतों में से एक यह है कि यह कतरनी परिवर्तन से होता है, जैसा कि मार्टेंसाइट में होता है। क्रिस्टल संरचना में परिवर्तन प्रसार के अतिरिक्त विरूपण द्वारा प्राप्त किया जाता है। बैनाइट से जुड़ा आकार परिवर्तन एक अपरिवर्तनीय है - एक बड़े कतरनी घटक के साथ समतल तनाव। इस प्रकार की विकृति का तात्पर्य परमाणुओं की एक अनुशासित गति से है (प्रसार से जुड़े अराजक स्थानांतरण के अतिरिक्त ),<ref>{{cite journal|doi=10.1179/mst.1996.12.2.121 |url=http://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/abstracts/swallow.html|title=बैनिटिक परिवर्तन के कारण होने वाले विस्थापन का उच्च रिज़ॉल्यूशन अवलोकन|journal=Materials Science and Technology|volume=12|issue=2|pages=121–125|year=1996|last1=Swallow|first1=E.|last2=Bhadeshia|first2=H. K. D. H.}}</ref> और स्टील्स में सभी विस्थापित परिवर्तनों के लिए विशिष्ट है, उदाहरण के लिए, मार्टेंसाइट, बैनाइट और विडमैनस्टेटन फेराइट ऐसी प्रमुखता के साथ एक तनाव ऊर्जा जुड़ी होती है, जो परिवर्तन उत्पाद के प्लेट आकार की ओर ले जाती है<ref>{{cite journal|url=http://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/2018/mechanism.html |doi=10.3139/105.110338|title=बैनाइट परिवर्तन का परमाणु तंत्र|journal= HTM Journal of Heat Treatment and Materials|volume=72|issue=6|pages=340–345|year=2017|last1=Bhadeshia|first1=H. K. D. H.|bibcode=2017HJHTM..72..340B }}</ref> जिसमे कोई भी प्रसार ऑस्टेनाइट के प्रसारहीन परिवर्तन के पश्चात् होता है, उदाहरण के लिए सुपरसैचुरेटेड बैनिटिक फेराइट से कार्बन का विभाजन, या कार्बाइड की वर्षा; यह मार्टेंसाइट के टेम्परिंग के समान है।

* प्लेट का आकार, जो परिवर्तन के साथ आकार विरूपण के कारण तनाव ऊर्जा के न्यूनतमकरण का परिणाम है।<ref>{{cite journal|doi=10.1016/0001-6160(58)90077-4|title=मार्टेंसाइट निर्माण में समायोजन तनाव, और एक फैलाव पैरामीटर का उपयोग|journal=Acta Metallurgica|volume=6|issue=5|pages=377–379|year=1958|last1=Christian|first1=J.W.}}</ref>

* तथ्य यह है कि अतिरिक्त कार्बन बैनिटिक फेराइट के दोष-मुक्त क्षेत्रों के अंदर भी बनाय रहता है।<ref>{{cite journal|doi=10.1016/j.jallcom.2012.02.130|title=बैनाइट की प्रसारहीन परिवर्तन प्रकृति का नया प्रयोगात्मक साक्ष्य|journal=Journal of Alloys and Compounds|volume=577|pages=S626–S630|year=2013|last1=Caballero|first1=F.G.|last2=Miller|first2=M.K.|last3=Garcia-Mateo|first3=C.|last4=Cornide|first4=J.}}</ref>

* तथ्य यह है कि बैनिटिक फेराइट की इकाई कोशिका घन के अतिरिक्त चतुष्कोणीय हो सकती है।<ref>{{cite journal|url=http://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/2012/solubility.html |doi=10.1016/j.scriptamat.2012.10.017|title=ऑस्टेनाइट के साथ संतुलन में टेट्रागोनल फेराइट में कार्बन की घुलनशीलता|journal=Scripta Materialia|volume=68|issue=3–4|pages=195–198|year=2013|last1=Jang|first1=Jae Hoon|last2=Bhadeshia|first2=H.K.D.H.|last3=Suh|first3=Dong-Woo}}</ref><ref>{{cite journal|url=http://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/2013/noncubic.html |doi=10.1016/j.scriptamat.2013.05.035|title=गैर-घन बैनिटिक फेराइट के लिए प्रायोगिक साक्ष्य|journal=Scripta Materialia|volume=69|issue=5|pages=409–412|year=2013|last1=Hulme-Smith|first1=C.N.|last2=Lonardelli|first2=I.|last3=Dippel|first3=A.C.|last4=Bhadeshia|first4=H.K.D.H.|citeseerx=10.1.1.398.6559}}</ref><ref>{{cite journal|url=http://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/2013/Cottrell.html |doi=10.1080/14786435.2013.775518|title=घन और चतुष्कोणीय फेराइट में कार्बन|journal=Philosophical Magazine|volume=93|issue=28–30|pages=3714–3725|year=2013|last1=Bhadeshia|first1=H.K.D.H.|bibcode=2013PMag...93.3714B|s2cid=16042031}}</ref><ref>{{cite journal|url=http://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/2015/tetra.html |doi=10.1179/1743284714Y.0000000691|title=बैनिटिक फेराइट में टेट्रागोनैलिटी के और सबूत|journal=Materials Science and Technology|volume=31|issue=2|pages=254–256|year=2015|last1=Hulme-Smith|first1=C. N.|last2=Peet|first2=M. J.|last3=Lonardelli|first3=I.|last4=Dippel|first4=A. C.|last5=Bhadeshia|first5=H. K. D. H.|doi-access=free}}</ref>

* स्पष्ट तथ्य यह है कि विस्थापन तब होता है जब बैनाइट बढ़ता है। परिवर्तन मार्टेंसाइट की तरह ही विरूपण और क्रिस्टल संरचना परिवर्तन का एक संयोजन है।<ref name=bain_in_steels_intro/>

===आकृति विज्ञान                                                                ===

परिवर्तन तापमान के साथ फेरिटिक प्लेटों की मोटाई बढ़ती हुई पाई जाती है।<ref name=singh_bhadeshia>{{cite journal |last=Singh |first=S.B. |author2=Bhadeshia, H.K.D.H. |title=कम-मिश्र धातु इस्पात में बैनाइट प्लेट-मोटाई का अनुमान|journal=Materials Science and Engineering A |volume=245 |year=1998 |issue=1| pages=72–79|doi=10.1016/S0921-5093(97)00701-6}}</ref> [[तंत्रिका नेटवर्क]] मॉडल ने संकेत दिया है कि यह तापमान का प्रत्यक्ष प्रभाव नहीं है, चूँकि प्रतिक्रिया के लिए ड्राइविंग बल की तापमान निर्भरता और प्लेटों के आसपास ऑस्टेनाइट की शक्ति का परिणाम है।<ref name=singh_bhadeshia/> उच्च तापमान पर, और इसलिए कम अंडरकूलिंग पर, कम थर्मोडायनामिक चालन बल न्यूक्लिएशन दर में कमी का कारण बनता है जो व्यक्तिगत प्लेटों को एक-दूसरे से भौतिक रूप से टकराने से पहले बड़ा होने की अनुमति देता है। इसके अतिरिक्त , प्लेटों की वृद्धि को आसपास के ऑस्टेनाइट में प्लास्टिक के प्रवाह द्वारा समायोजित किया जाना चाहिए जो कि कठिन है अगर ऑस्टेनाइट सशक्त है और प्लेट की वृद्धि का विरोध करता है।

===ऊपरी बैनाइट===

===निचला बैनाइट===

===अपूर्ण परिवर्तन===

बैनाइट को अनिवार्य रूप से मार्टेन्साइट के रूप में माना जा सकता है जो परिवर्तन के समय गर्म हो जाता है। यह मार्टेंसाइट की तुलना में अधिक तापमान पर बनता है, और यहां तक ​​कि मार्टेंसाइट ऑटोटेम्पर भी हो सकता है।<ref>{{cite journal|doi=10.1098/rspa.1960.0210|title=कार्बन स्टील्स में मार्टेंसाइट परिवर्तन|journal= Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences|volume=259|issue=1296|pages=45–58|year=1961|s2cid=136685252}}</ref> चूँकि परिवर्तन का तापमान अधिक होता है, ऑस्टेनाइट स्वयं यांत्रिक रूप से सशक्त होता है, जिससे कि बैनाइट के कारण होने वाली आकृति विकृति आसन्न ऑस्टेनाइट के प्लास्टिक विरूपण से शिथिल हो जाती है। परिणामस्वरूप, बैनाइट की बढ़ती प्लेट को अव्यवस्थाओं के जंगल का सामना करना पड़ता है जो अंततः प्लेट के ऑस्टेनाइट अनाज की सीमा तक पहुंचने से पहले ही इसकी वृद्धि को समाप्त कर देता है। इसलिए बैनाइट की प्लेटें उसी स्टील में मार्टेंसाइट की प्लेटों से छोटी हो सकती हैं। फिर परिवर्तन एक उप-इकाई तंत्र द्वारा आगे बढ़ता है जिसमें नई प्लेटों का क्रमिक न्यूक्लियेशन सम्मिलित होता है।<ref>{{cite book|author=Hehemann RF|chapter= The bainite reaction|title= चरण परिवर्तन|publisher= American Society for Metals|place= Ohio, USA|year= 1970|page=397}}</ref>