58361 IMG0 101 (2)

100

5. Układ żelazo-węgiel

101

5.1 Fazy i składniki strukturalne układu żelazo-węgiel

Tablic

-a 5.3

Właściwości składników fazowych i strukturalnych stopów żelaza / Wfg|_cni

Składnik	Gęstość g/cm^J	Wytrzymałość na rozciąganie R„ MPa	Wydłużenie /Ij %	Twardość HB
ferryt	7,86	295	40	80 "
austenit	8,06	740	50	200
cementyt	7,66	29,5	0	700
grafit	22	19,5	0	ok. I
perlit	7,85	740	8	200
ledeburyt perlit drobny	7,85	940		450 250
bainit		1285	20	400
martenzyt	7,74	1485	^0 1	700

Rys. 5.5. Fazy układu Fc-FOjC: a) ferryt, b) austenit

wytrzymałości (tabl. 5.3). Dzięki temu stopy ferrytyczne są podatne do obróbki plastycznej, przy nie najlepszej skrawalności. Na obrazie mikroskopowym (rys. 5.5a) ferryt ma wygląd równoosiowych ziarn z nielicznymi bliźniakami, o wyraźnych granicach (łatwo ulegają trawieniu).

/łnsleitil jest międzywęzłowym roztworem stałym węgla w Fey o strukturze RSC (rys 1.13a). Stosunkowo duże rozmiary luk umożliwiają znacznie większą, w porównaniu z ferrytem, rozpuszczalność węgla: od 0 do 2,06% w temperatura eutektycznej. Poniżej 723°C austenit jest nietrwały - ulega eutektoidalnemii rozpadowi na mieszaninę ferrytu i cementytu. Austenit, w porównaniu z ferrytem, jest fazą stosunkowo twardą i wytrzymałą, a przy tym bardzo ciągliwą (tabl. 5.3) Z tego powodu stopy austenityczne są podatne do obróbki plastycznej, przy czyn ulegają znacznemu umocnieniu, z którego to powodu odznaczają się złą skrawalnoś-cią. Na obrazie mikroskopowym (rys. 5.5b) austenit ma wygląd równoosiowych ziarn z wyraźnymi bliźniakami, o charakterystycznych prostoliniowych granicach;

Struktura i właściwości cementytu zostały już omówione (tabl. 5.3). Odporność chemiczna fazy sprawia, że odczynniki używane do trawienia stali nie atakują jej. Jasne zabarwienie cementytu na obrazie mikroskopowym niekiedy utrudnia odróżnienie go od ferrytu. Dla rozróżnienia stosuje się trawienie zgładu tzw. pikryniancm sodowym, barwiącym cementyt na kolor brunatny, a nie atakującym ferrytu.

Zależnie od warunków powstawania wyróżnia się trzy morfologie cementytu.

Wyróżnia się cementyt pierwotny, krystalizujący bezpośrednio z roztworu ciekłego, przeważnie w postaci dużych igieł (rys. 5.6a).

Rys. 5.6. Wydzielenia cementytu: a) igły cementytu pierwotnego, b) siatka cementytu wtórnego, c) płytki cementytu wtórnego, d) kulki cementytu wtórnego

Cementyt wtórny wydziela się z austenitu na skutek zmniejszania się rozpuszczalności węgla w zakresie 1147 -=- 723°C oraz powstaje jako produkt eutektoidalnego rozpadu austenitu w temperaturze 723°C. W pierwszym przypadku wydzielenia cementytu najczęściej tworzą siatkę na granicach ziarn austenitu (rys. 5.6b), rzadziej przybierają kształt drobnych igieł. W drugim - mają przeważnie kształt płytek rozmieszczonych na przemian z płytkami ferrytu (rys. 5.6c), rzadziej kulek rozmieszczonych w osnowie ferrytu (rys. 5.6d).

Wreszcie cementyt trzeciorzędowy wydziela się z ferrytu wskutek zmniejszania się