Układ żelazo – cementyt

(1)

Układ żelazo – cementyt

(2)

Ferryt α +Perlit

Fe – Fe ₃ C

1000 1200 1400 1600

200 400 600 800

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

Zawartość C%

T em pe ra tu ra [

o

C ]

Ferryt α Perlit Ledeburyt przemieniony Cementyt Fe 3C

0,008

Ledeburyt przemieniony + Fe₃C^I

Ledeburyt

Perlit + Fe₃C^II + ledeburyt przemieniony Perlit +

Fe₃C^II

Ferryt α + Fe₃C^III

Austenit γ

Austenit γ + Ferryt α Austenit γ + Fe₃C^II

Austenit γ + ledeburyt+

Fe₃C^II

ledeburyt+ Fe₃C^I Fe₃C^I+ciecz

ciecz

Austenit γ + ciecz Ferryt α [δ]

+ Austenit γ

Ferryt α [δ]

Ciecz + Ferryt α [δ]

6,67

727^oC 1148^oC

912 1394 1495 1538 A

B

E C

D

F

K S

G

P

Q

N J H

(3)

Punkty charakterystyczne układu żelazo – cementyt

Punkt Stężenie C

%

Temperatura ºC

Punkt Stężenie C

%

Temperaturaº C

A 0 1538 E 2,11 1148

H 0,09 1495 G 0 912

J 0,17 1495 P 0,0218 727

B 0,53 1495 S 0,77 727

N 0 1394 K 6,67 727

D 6,67 1227 Q 0,008 20

C 4,3 1148

(4)

Oznaczenia linii w układzie żelazo – cementyt

Oznaczenie

linii Omówienie

AB

Likwidus; początek wydzielania fazy α(δ); odpowiada zmiennemu stężeniu węgla w fazie ciekłej w wyniku wydzielania fazy α(δ).

BC

Likwidus; początek wydzielania fazy γ ; odpowiada zmiennemu stężeniu węgla w fazie ciekłej w wyniku wydzielania fazy γ

CD

Likwidus; początek wydzielania cementytu pierwotnego; odpowiada zmiennemu stężeniu węgla w fazie ciekłej w wyniku wydzielania cementytu

AH

Solidus; koniec krzepnięcia fazy α(δ); odpowiada stężeniu węgla w kryształach fazy α(δ)

HJB

Linia przemiany perytektycznej

Ciecz (B) + roztwór α(δ) (H)  roztwór γ (J)

JE

Solidus; koniec krzepnięcia roztworu γ ; odpowiada stężeniu węgla w kryształach roztworu γ

DF

Solidus; wydzielanie cementytu pierwotnego z roztworu ciekłego

(5)

Oznaczenia linii w układzie żelazo – cementyt – c.d.

Oznaczenie

linii Omówienie

ECF

Linia przemiany eutektycznej: ciecz (C)  roztwór γ (E)+ cementyt (F)

HN

Początek przemiany alotropowej roztworu α(δ) w roztwór γ: określa zmienne stężenie węgla w roztworze α(δ) w wyniku tworzenia się kryształów roztworu γ

JN

Koniec przemiany roztworu α(δ) w roztwór γ; odpowiada zmiennemu stężeniu węgla w roztworze γ w wyniku przemiany α(δ) γ

ES

Początek wydzielania cementytu wtórnego; odpowiada zmiennemu stężeniu węgla w roztworze γ

GS

Początek przemiany alotropowej roztworu γ w roztwór α; odpowiada zmiennemu stężeniu węgla w roztworze γ w wyniku tworzenia się kryształów roztworu α

GP

Koniec przemiany alotropowej roztworu γ w roztwór α; odpowiada zmiennemu stężeniu węgla w roztworze α

PSK

Linia przemiany eutektoidalnej

roztwór γ (S) roztwór α (P) + cementyt (K)

PQ

Początek wydzielania cementytu trzeciorzędowego; odpowiada zmiennemu stężeniu węgla w roztworze α

 

(6)

Definicje faz układu Fe – Fe ₃ C

1. Ferryt α jest to roztwór stały graniczny węgla w żelazie Fe

_α

o maksymalnej

rozpuszczalności węgla 0,0218 w

temperaturze 727 ºC. Twardość ferrytu waha się w granicach od 70 do 90 HB.

Trawienie nitalem

(5% roztwór HNO

₃

w alkoholu) x 400

(7)

Ferryt

Ferryt iglasty Ferryt siatkowy

(8)

Definicje faz układu Fe – Fe ₃ C

1. Austenit γ jest to roztwór stały graniczny węgla w żelazie Fe _γ o maksymalnej

rozpuszczalności węgla 2,11 w

temperaturze 1148 ºC. Faza miękka

i plastyczna. Występuje w temperaturze

powyżej 727 ºC.

(9)

Definicje faz układu Fe – Fe ₃ C

• Cementyt Fe

₃

C jest to faza międzymetaliczna (węglik żelaza)

o wzorze stechiometrycznym Fe

₃

C. Zawartość węgla w cementycie wynosi 6,67%. Jest twardy i kruchy (twardość 750 HB). Wydziela się z cieczy przy chłodzeniu i wtedy oznaczamy go jako

pierwszorzędowy I lub wydziela się podczas chłodzenia z austenitu i wtedy oznaczamy go jako II lub wydziela się z ferrytu podczas

chłodzenia i wtedy oznaczamy go jako III.

(10)

Fe ₃ C

I II

III

(11)

Układ żelazo – cementyt