Diagrama Fier Carbon [PDF]

Zitiervorschau

ŞTIINŢA ŞI INGINERIA MATERIALELOR

conf.dr.ing. Liana Balteş [email protected]

curs 7

DIAGRAMA Fe-Fe3C ´

´

Utilizarea oţelului în rândul majorităţii aplicaţiilor a determinat studiul intens al sistemului metalic Fe-C. Există două tipuri de transformare la răcire a aliajelor Fe-C: Fe C: ¾

s ste u metastabil sistemul etastab Fe-C, e C, numit u t ssistem ste Fe-Fe e e3C, realizat ea at laa viteze mari de răcire din aliaj topit, care conţine elemente de aliere pro-carbură (Mn, Cr, V, Mo), când din aliaj carbonul se separă sub formă de carbură de fier, fier Fe3C = cementita;

¾

sistemul stabil Fe Fe-C, C, numit sistem de Fe Fe-Grafit, Grafit, realizat la viteze mici de răcire a aliajului topit, care conţine elemente de aliere pro-grafit (Si, Ni, Al), când din aliaj carbonul se separă sub formă de grafit. grafit

Diagrama Fe-Fe3C

PARTICULARITĂŢILE DIAGRAMEI Fe-Fe3C ´

´

´

Diagrama prezintă transformări în stare solidă, cum sunt: ƒ transformări alotropice ale fierului: - în punctul G = Feα → (încălzire) Feγ; - în punctul N = Feγ → (încălzire) Feδ. ƒ variaţia cu temperatură a solubilităţii C în soluţiile solide α şi γ. Este o diagramă incompletă, incompletă în partea dreaptă a diagramei Fe – C nu este construită până la 100% C, ci numai până la concentraţia de 6,67% C, deoarece aliajele cu mai mult de 6,67% C sunt în mod practic greu de obţinut şi puţin utilizate în consecinţă nu au fost studiate mai amănunţit. Diagrama Fe – Fe3C este compusă din trei tipuri de diagrame: ƒ diagrama cu transformare peritectică; ƒ diagrama g cu transformare eutectică;; ƒ diagrama cu transformare eutectoidă.

CONSTITUENŢII STRUCTURALI AI ALIAJELOR Fe-Fe3C ´

´

´

Ferita [F = Feα(C)] este o soluţie solidă de interstiţie a carbonului în Feα, cu reţea CVC. La temperatura t = 7270C , Feα dizolvă 0,02%C . Este feromagnetică până la 7700C. Austenita [A = Feγ(C)] este o soluţie solidă de interstiţie a carbonului în Feγ, cu reţea CFC. Conţinutul de carbon variază între 0...2,11 %C. Este paramagnetică. Cementita (Fe3C) este un compus chimic geometric de pătrundere, cu reţea cristalină rombică, care conţine 6,67%C. Este feromagnetică până la 2100C. C Formele distincte cu aceeaşi compoziţie chimică: ƒ cementita primară (Cel) separată din fază lichidă de-a lungul liniei CD, C între 4,3%–6,67%; ƒ cementita secundară (Cell) formată la modificarea solubilităţii C în Feγ de-a lungul linei ES, C între 0,8%–2,11%; ƒ cementita terţiară (Celll) formată datorită modificării solubilităţii C în Feα de-a lungul liniei PQ, C între 0,002%–0,02%.

CONSTITUENŢII STRUCTURALI AI ALIAJELOR Fe-Fe3C ´

´

Perlita (P = F + Ce) este un amestec mecanic, eutectoid din ferită şi cementită, care conţine 0,77%C. Se formează ca rezultat al transformării austenitei la T = 7270C. Este feromagnetică. Ledeburita (Lel = A + Ce) este un amestec mecanic, mecanic eutectic de austenită şi cementită, format prin solidificarea lichidului cu 4,3%C la T=11480C, sub T=7270C ledeburita este alcătuită din perlită şii cementită i (Le ( ll = P + Ce). C ) Este feromagnetică. f i Densitate [K / 3] [Kg/m

Duritate B i ll [HB] Brinell

Rezistenţa la rupere [MPa] [MP ]

Alungirea la rupere [%]

Ferită

7860

80

300

35

Cementită

7820

750

-

-

fin

-

250

1100

10

normală

-

205

850

15

grosolană l ă

-

185

550

25

-

700

-

-

Constituent

Perlită

Ledeburită

LINIILE DIAGRAMEI Fe-Fe3C Liniile ABCD AHJECFD HJB ECF

Semnificaţie Temperaturile la care începe cristalizarea. Linia lichidus Temperaturile la care se termină cristalizarea Linia solidus p Temperatura de transformare p peritectică LB + δ H → austenităJ Temperatura de transformare eutectică (ledeburitică) LC → Le(austenităE + cementităF)

Temperatura 1538 1495 1148 1250ºC 1538-1495-1148-1250 1538-1495-1148-1250ºC Temperatura 1495ºC T t Temperatura 1148ºC

NH (A4)

Temperatura de transformare eutectoidă (perlitică) austenitaS → Pe(ferităP + cementităK) Temperaturile la care începe transformarea alotropică a fierului δ în austenită

Temperatura 1394-1495ºC

NJ (A4)

Temperaturile la care se termină transformarea alotropică a fierului δ în austenită

Temperatura 1394-1495ºC

PSK (A1)

Temperaturile la care începe transformarea alotropică a austenitei în ferită Temperaturile la care se termină transformarea alotropică a austenitei în GPSK ferită Temperaturile la care începe separarea cementitei secundare din ES (A5) (Acem) austenită Temperaturile la care începe separarea cementitei terţiare PQ GOSK (A3)

MOSK (A2)

Temperatura de transformare magnetică a feritei Fmagnetică → Fparamagnetică la încălzire

Temperatura 912-727ºC

Temperatura 727-912ºC Temperatura 727-912ºC Temperatura 727-1148ºC Temperatura 727-400ºC Temperatura 770-727ºC

SUBIECTE ´ Diagrama Fe Fe3C Fe-Fe C, aspect de ansamblu ansamblu.