Układ żelazo - węgiel

 oddane głosy: 86 / 19

Układ żelazo - węgiel
Wykres równowagi układy żelazo - węgiel przechodził długą ewolucje od najprostszej postaci zaproponowanej przez Czernowa do postaci współczesnej. Najnowsza wersja wykresu, opracowana przez J. Chippmana przedstawiono na rysunku. Wykres ten ma dwie wersje: metastabilną odnoszącą się do układu Fe-Fe3C wykreślony linią ciagłą i stabilną opisująca układ żelazo - grafit.
Wykres żelazo węgiel odzwierciedla równowagę fazową w stalach i surówkach białych, w których nie występuje grafit, podczas gdy wykres żelazo grafit opisuje równowagę w stopach z grafitem.
Wykres żelazo węgiel jest złożony, a cementyt występuje w postaci osobnego składnika strukturalnego. Wszystkie pkt charakterystyczne wykresu oznaczono dużymi literami alfabetu, przy czym pkt odnoszące się do wykresu żelazo grafit oznacza się dodatkowo przecinkiem.

 
Odmiany alotropowe żelaza wykazują zdolność rozpuszczania węgla zależnie od temperaturze, przy czym maksymalna rozpuszczalność występuje w temperaturze przemian: perytektycznej, eutektycznej i eutektoidalnej. Przemiany te zachodzą w stałych temperaturach w określonych zakresach stężeń stopów i mają charakter odwracalny.

Przemiana perytektyczna
zachodz w temp. 1495ºC, jest przemianą, podczas której, w czasie chłodzenia, dwie fazy (jedna z nich ciekła) przemieniają się w jedną fazę stałą. L + α → β

Przemiana eutektyczna
Przemianę Ciecz → α + β nazywamy przemianą eutektyczną. Zachodzi w temp. 1148ºC.Przemiana eutektyczna jest przemianą, w której udział biorą trzy fazy. Podczas przemiany, w czasie chłodzenia, ciecz przemienia się w dwie fazy stałe jednocześnie.

Przemiana eutektoidalna
Zachodzi w temp. 727ºC, jest przemianą, w której biorą udział trzy fazy. Podczas chłodzenia faza stała przemienia się w dwie inne fazy stałe jednocześnie. γ → α + β

Linia Likwidus układu żelazo węgiel przebiega między punktami ABCD.
Linię Solidus wyznaczają punkty AHJECF dla układu żelazo węgiel i AHJE'C'F' dla układu żelazo grafit. Oznacza to że wzdłuz linii AB wydzielają się z cieczy kryształki ferrytu, wzdłuż linii BC kryształki austenitu, natomiast wzdłuż linii CD cementyt zwany pierwotnym.
Linia ES określa zmienną rozpuszczalność węgla w austenicie pozostajacym w rownowadze z cementytem i oznacza się to symbolem Acm. Ponieważ przy chłodzeniu rozpuszczalność węgla maleje od 2,11% w temperaturze 1148ºCdo 0,77%C w 727ºC, nadmiar wegla wydziela się w postaci cementytu zwanego wtórnym.
Podobnie linia PQ określa zmienną rozpuszczalność węgla w ferrycie. W temperaturze 727ºC rozpuszcza się o,0218% C, podczas gdy w temperaturze pokojowej 0,008% C. Stad przy chłodzeniu nadmiar węgla wydziela się w postaci cementytu zwanego trzeciorzędowym.

---