skanuj0010 (41)

72 Dodatek

IKLAD FAZOWY Fe-Fe₃C

Węgiel jest silnie austenitotwórczy. Układ Fe-C jest układem stabilnym, układ Fe-Fe₃C metastabilnym (rys. D.2). Większe praktyczne znaczenie ma l.lad metastabilny, gdyż zarodkowanie grafitu jest trudne. Dlatego podano tu war-»śu lemperatury i stężenia dotyczące układu równowagi żelazo-cementyt.

( cmentyt, czyli węglik żelaza Fe₃C, zawiera 6,67% wagowych węgla, co ćwi-zący może obliczyć, wykorzystując masy atomowe Fe i C; krystalizuje w sieci limbowej. Cementyt jako faza metastabilna ma tendencję do rozpadu w wyższej mpcialurze (około 1000°C) według reakcji:

Fe₃C—> 3 Fe (austenit) + C (grafit).

Rys. I ).2. Metastabilny układ fazowy Fe-Fc₃C (najistotniejsze elementy)

Strukturę stopów Fc-C i Fe-Fe₃C oprócz cementytu i grafitu tworzą: ferryt a, riiyt ó i austenit. Są to międzywęzłowe roztwory stale węgla, odpowiednio, ,v Ir a, Fc<5 i Fcy.

W obu układach fazowych występują trzy rodzaje przemian: mtektycznu w układzie metastabilnym w temperaturze I MH°C: roztwói cie dy ('1,1% O ► lr»C i y (3,1 % (’); produkt przemiany, mieszunina cementytu

i austenitu, nazywa się ledeburytem; poniżej temperatury A\ ledeburyt określany jest jako przemieniony, czyli po przemianie austenitu w perlit (rys. D.3);

Rys. D.3. Struktura żeliwa białego podeutektyc/nego perlił (ciemny).< nucnlyl w»«'h n> ( |ir.n\) i ledeburyt przemieniony: (pow. I()()x)

-    eutektoidalna w układzie metastabilnym w temperaturze 727°C: y((),77% (') —> Fe₃C + a (0,02% C); produkt przemiany, eutektoid, będący mieszaniną cementytu i ferrytu nosi nazwę perlitu (patrz rys. D.4);

-    perytektyczna: roztwór ciekły (0,51% C) + 5(0,1% C)—> y(0,16% C); morfologię ziaren austenitu stopowego, trwałego w temperaturze otoczenia, przedstawiono na rys. 1.3.

Wszystkie wymienione przemiany są odwracalne, a więc zachodzą zarówno przy chłodzeniu, jak i podgrzewaniu. Szybkość podgrzewania lub chłodzenia wpływa na zmianę temperatury przemian, co zaznacza się umownie literą c, gdy przemiana zachodzi podczas podgrzewania, oraz literą r, gdy przemiana zachodzi przy chłodzeniu. Oprócz temperatury A₂, A₃ iA₄ dla żelaza (patrz rys. D.l) w układzie fazowym Fe-Fe₃C wprowadzono oznaczenie A\ dla temperatury przemiany eutektoidalnej, A_cm dla granicznej temperatury występowania cementytu w stopie nadeutektoidalnym oraz A₀ (210°C) dla temperatury przemiany magnetycznej cementytu.

Porównanie właściwości mechanicznych podstawowych faz zawiera tablica D.l.

Zmienna /. temperaturą rozpuszczalność węgla w roztworach stałych a i y jest wykorzystywana w obróbce cieplnej stali. Znaczną różnicę rozpuszczalności węgla w obu la/tu b iluNliujc tablica D.2.