Vas-szén diagram - minden a kohászatról
A Fe-Fe3C diagram a komplex rendszer tipikus példája. A diagram által lefedett fázisterek három átalakítást tartalmaznak invariáns pontokkal (lásd a 9.4.1. Ábrát):
1. Peritektikus transzformáció 0,10% C és 1493 ° C-os peritikai ponttal (F pont). Ebben az átalakulásban az olvadékból és elsősorban izolált # 948; szilárd oldat (bcc) keletkezik # 947; kemény oldat (gcc) az S + # 948; ⇔ # 947;
2. Az eutektikus reakció az olvadék, # 947; kemény oldat és Fe3C 4,3% és 1147 ° C az S⇔ # 947; + Fe3C (C pont) reakcióvázlat szerint. A reakció alárendelt eutektikus hatása 2,06-ról 6,7% -ra, 31-100% Fe3C-re változik. A diagram szerint ez azt jelenti, hogy az olvadék C≤2% -ának homogén # 947; -az szilárd oldat, amelynek maximális oldhatósága a C-ben 2% -nál 1147 ° C-on 0,83% -ra csökken 723 ° C-on A szén maximális oldhatósága # 947, - 2% -ban az acél (≤2%) és az öntöttvas (≥2%) határait egyidejűleg szilárd oldat köti.
3. eutektoid transzformáció # 947; szilárd oldat (ausztenit) # 945; + Fe3C 0,8% C és 723 ° C reakcióban # 947; ⇔ # 945; + Fe3C (S pont).
C≥ 2% -os tartalommal, az elsődleges elosztással együtt # 947 - szilárd oldat, a maradék ömledék eutektikusvá alakul # 947; + Fe3C, amely 4,3% -ában tiszta eutektikus formában van kialakítva, és ez szintén ledeburit.
Maximális oldhatóság # 945; -hard-oldat C esetében 0,02% -kal 723 ° C-on, nagyon kicsi, és szobahőmérsékleten 0,001% -kal kisebb. Nagyfokú oldhatóság ugrás a polimorf transzformációban # 947; szilárd oldat egy szilárd oldatban a keménység változásán alapul, amely a dcf rácsban lévő szén szétesésének következtében fellépő fázisátalakulás eredménye.
A széntartalomtól függően a vas-szén ötvözet szerkezetét a ferrit összetevők (# 945; szilárd oldat) és a cementit (Fe3C) vagy a stabil grafitrendszer (C) jellemző alakja és eloszlása jellemzi.
Az eutektoid transzformáció során a cementit a ferritrétegekkel váltakozó lemezek formájában helyezik el. Ez elsősorban a kristályosítási és növekedési központok váltakozó átalakulásának köszönhető. Ennek következtében megjelenik a struktúra sávos része, az úgynevezett perlit. Ez a formája a perlit a kivágott szakasz miatt az a tény, hogy amikor maratás # 945; -solid oldat sokkal jobban kitett, mint a Fe3C rétegek, és az utóbbi a felületen nyúlik ki (9.4.2 ábra). C≤0,002% -os tartalommal cementt (Fe3C) szabadul fel 723 ° C alatti, harmadlagos cementitté, lehetőleg a szemcsék határán (9.4.3 ábra).
A 0,002-0,08% C tartalom mellett a következő komponensekből áll # 947; - kemény megoldások # 945; szilárd megoldások, az eutectoid keveréke # 945; + Fe3C (perlit) (9.4.4 ábra). A részecskék mikrophotográfiájával keverve 0,02% maximális szénoldhatóságú ferritet (lásd a 9.4.4. Ábrát). 0,8% C-on # 947; - a szilárd oldat teljesen átalakul eutektoid keverékké # 945; + Fe3C perlitként (9.4.5 ábra).
A vasanyagok osztályozása
Például a Fe-C rendszer fázisszétválasztásának határvonalainak a harmadik komponenssel történő doppingolás következtében történő elmozdulása során figyelembe kell venni a Si hatását (9.4.12. Ábra). A fázisok határvonalai észrevehetően eltolódnak a Fe-C rendszerben, így az ausztenit régió jelentős szűkülése alakul ki a nem ötvözött acélhoz képest. A ferrites acélok tipikus képviselői szilícium-dioxid és króm. acél. Az ismert ausztenites acélok a mangán, a nikkel és a króm-nikkel acélok.
Az acél ötvözőelemeinek hozzáadása általában a fázisátalakítás sebességével történik, amikor melegítik vagy hűtik. Ez a diffúziós együttható megváltozásával és az ötvözőelemek okozta kristályosítási magok (centrumok) kialakulásával magyarázható. Az acél kivételével a megmaradó ötvözõ elemek a Co kivételével csökkentik a szén szétterjedési sebességét a vasban, és ennek következtében lassítják az ausztenit diffúzióval vezérelt fázisú ferrit / perlit-transzformációra.
Az acél keményítéséhez szükséges kritikus hűtési sebesség ebből adódóan csökkenti és javítja a nagy keresztmetszetek keményedését. A keményedést javító elemek különösen Ni, Cr és Mo. A Ho szén ugyanúgy működik.
A ferrosilícium vagy a Ca-Si köztes ötvözetek olvasztásához való bevezetés finomabb grafit felszabadulását eredményezi, és ennek megfelelően kedvező hatással van a törés ellen. A foszfornak a Sihez hasonló hatása van, ráadásul az olvadás folyékonyabbá válik, de szilárd állapotban is nagyobb érzékenységet okoz a repedések kialakulásában. A mangán hatása ellentétes a szilícium hatásával, növeli az erősséget és megköti a részlegesen nem kívánt ként.
A szennyezőelemek hatását a telítettség fokának képletével lehet ábrázolni. A telítettség mértéke az eutektikus pont eltolódását jelzi a Fe-C olvadéknak a szennyezőelemek miatt. Egy eutektikus kompozícióval a telítettség mértéke SC = 1. Ha a pre-eutektikus összetétel Sc ≤ 1, akkor a hypereutectic Sc≥1 összetételű.
A telítettség arányát a következőképpen fejezzük ki:
A lamelláris grafitos kicsapódásnak köszönhetően stresszcsúcsok keletkeznek, mivel a feszültségek mikrokoncentrációi a sarokcsiszolatokban következnek be, ami a szürke öntöttvas öntvényének törékenységéhez vezet. Ez a belső koncentráció olyan nagy, hogy a külső bemetszésekből származó, a szürkeöntvényből való átfedés során tapasztalt stresszkoncentráció viszonylag érzéketlen a külső bemetszésekre.
Az acélok területére kiterjedő mechanikai tulajdonságok szignifikáns javulását a grafit gömbgrafitos képződése révén, úgynevezett öntöttvas gömbgrafitos grafitos kicsapással nyerik. A grafit glomeruláris felszabadulását Mg, Ce, Ca közbenső ötvözetek Ni-val és Si-val történő adagolása okozza.
Feltételezzük, hogy ez a globuláris képződés a stressz hatása a kettő közötti interfésszé # 947; szilárd oldatok és fejlődött grafit (9.4.23. Ábra).
