IMG2 103 (2)

102 5. Układ żelazo-węgiel

102 5. Układ żelazo-węgiel

_t; .    . ma

rozpuszczalności węgla przy obniżaniu temperatury poniżej 723°C. Jego drobj dyspersyjne wydzielenia mają zróżnicowane kształty: poliedryczne, sfcroidalne u płytkowe, przy czym występują na granicach lub w obrębie ziarn ferrytu.

W układzie Fe-grafit obok ferrytu i austenitu odrębną fazą jest grafit. struktura i właściwości (tabl. 5.3) zostały już omówione. Analogicznie jak cemend grafit ma trzy odmiany strukturalne.

Grafit pierwotny krystalizuje z roztworu ciekłego w postaci dużych gruby_c płatków albo igieł (rys. 5.7a).

5.2. Fazy i składniki strukturalne układu żclazo-węgiel

Rys. 5.7. Wydzielenia grafitu: a) pierwotnego, b) wtórnego

Grafit wtórny wydziela się z austenitu na skutek zmniejszania się rozpuszcza! ności węgla w zakresie 1153 -r 738°C oraz tworzy się jako produkt eutektoidalnegn rozpadu austenitu w 738°C (rys. 5.7b).

Wreszcie grafit trzeciorzędowy wydziela się z ferrytu skutkiem zmniejszania sij rozpuszczalności węgla przy obniżaniu temperatury poniżej 738°C.

Modyfikacje grafitu wtórnego i trzeciorzędowego na ogół nie przybierają fon strukturalnych umożliwiających ich jednoznaczną identyfikację.

W obu układach żelazo-węgiel występują analogiczne składniki strukturalo - mieszaniny faz: eutektyczna i eutektoidalna.

W układzie Fe-Fe₃C mieszanina eutektyczna złożona z nasyconego austenit) i cementytu pierwotnego, krystalizująca w temperaturze JJ47 C, o zawartoś 4,3% C, znana jest pod nazwą ledeburytu. Poniżej temperatury eutektyczj zmniejszenie się rozpuszczalności węgla sprawia pojawianie się wydzieleń cementyt wtórnego. W temperaturze eutektoidalnej 723°C austenit rozkłada się na ferm i cementyt wtórny, tworząc tzw. ledeburyt przemieniony. Ponadto poniżej temperatw ry eutektoidalnej w ledeburycie pojawia się wydzielający się z ferrytu cementjj trzeciorzędowy, co przeważnie pomija się. Ledeburyt jest strukturą twardą i kruch (tabl. 5.3), a więc nie poddającą się obróbce plastycznej i trudnoskrawalną. N obrazie mikroskopowym ma wygląd ciemnych, nieregularnych pól (mieszanin ferrytu i cementytu) rozłożonych między jasnymi skupiskami cementytu (rys. 5.81

103

Mieszaniną eutektoidalną nasyconego ferrytu i cementytu wtórnego o zawartości 0,8% C, tworzącą się w temperaturze 723°C,jest perlit. Poniżej 723°C w perlicie pojawia się dodatkowo, wydzielający się z ferrytu, cementyt trzeciorzędowy, co na ogól uwzględnia się tylko w stopach o małej zawartości węgla. Perlit jest składnikiem (strukturalnym o dobrej wytrzymałości i malej ciągliwości (tabl. 5.3). Twardość perlitu odwrotnie proporcjonalna do grubości płytek zawarta jest w przedziale od ok. 180 do ok. 280 HB. Jest to składnik dobrze skrawalny. Na obrazie mikroskopowym perlit utworzony z jednorodnego austenitu ma wygląd poliedrycznych ziarn, o niezbyt wyraźnych granicach. Przy dostatecznym powiększeniu widoczna jest płytkowa budowa perlitu (rys. 5.6c): różnie zorientowane w obrębie ziarna kolonie na przemian ułożonych płytek ferrytu (ciemne) i cementytu (jasne). Ponadto miejscami widoczne są drobne wydzielenia cementytu trzeciorzędowego. Trzeba nadmienić, że eutektoid utworzony z niejednorodnego austenitu (np. z nie rozpuszczonymi całkowicie wtrąceniami węglików) ma budowę raczej kulkową.

W układzie Fe-grafit odpowiednikiem ledeburytu jest eutektyka grafitowa: mieszanina nasyconego austenitu i grafitu pierwotnego o zawartości 4,26% C, krystalizująca w temperaturze 1153°C. Wobec zmniejszania się rozpuszczalności węgla w austenicie w miarę chłodzenia eutektyki poniżej 1153°C pojawia się w niej również grafit wtórny. W temperaturze 738°C austenit podlega eutektoidalnemu rozpadowi na ferryt i grafit wtórny. Toteż poniżej 738°C eutektyka grafitowa składa się z ferrytu oraz grafitu pierwotnego i wtórnego, przy czym pojawia się również grafit trzeciorzędowy, wobec zmniejszania się rozpuszczalności węgla w ferrycie. Obraz mikroskopowy eutektyki grafitowej przedstawia różnej wielkości wydzielenia grafitu (najczęściej w kształcie charakterystycznych płatków) rozmieszczone w jasnej osnowie ferrytu.

Odpowiednikiem perlitu jest eutektoid grafitowy: mieszanina nasyconego ferrytu oraz grafitu wtórnego i trzeciorzędowego, o zawartości 0,69% C, tworząca się w temperaturze 738°C. Na obrazie mikroskopowym eutektoid grafitowy przedstawia się jako drobne wtrącenia, najczęściej płatkowego grafitu (ciemne) w osnowie ferrytu (jasna), przeważnie obok dendrytycznie rozłożonych pól ferrytu.