 | Pobierz cały dokument zelazo.wegiel.techniki.wytwarzania.z.doc Rozmiar 70 KB |
Struktura stopów żelaza na tle wykresu żelazo - węgiel
Żelazo występuje w przyrodzie pod postacią związków chemicznych, najczęściej z tlenem. W technice, poza nielicznymi wyjątkami stosuje się stopy żelaza z różnymi składnikami, z których najważniejszy jest węgiel. Oprócz węgla techniczne stopy żelaza zawierają zawsze pewne ilości krzemu, manganu, siarki i fosforu, przedostające się do stopu w czasie procesów metalurgicznych.
W czasie nagrzewania (lub chłodzenia) stopów żelaza zachodzi w nich szereg przemian, aż do topnienia włącznie; obrazuje je tzw. wykres żelazo - węgiel.
Linie ciągłe dotyczą tzw. układu żelazo - cementyt, to znaczy stopów, w których węgiel występuje pod postaciom cementytu (węglika żelaza, Fe3C), linie przerywane - układu żelazo - grafit, a więc stopów, w których węgiel występuje pod postacią grafitu.
Wykres można podzielić na dwie części:
część górna (linie ABCD i AHJECF) przedstawia przebieg topnienia przy nagrzewaniu albo krzepnięcia przy stygnięciu
część dolna (linie HNJ, GSE, GPSK, PQ) przedstawia przebieg tzw. przemian w stanie stałym.
Jeżeli ciekły stop żelaza z węglem zacznie stygnąć to początek krzepnięcia (w zależności od zawartości węgla) będzie się znajdował na krzywej ABCD (tzw. linia likwidusu - od łac. słowa liquidus = płynny), a koniec krzepnięcia na linii AHJECF (tzw. linia solidusu od łac. solidus = stały, mocny). W temperaturach powyżej linii likwidusu występuje więc stop w stanie ciekłym, w obszarze między liniami likwidusu i solidusu - stop w stanie częściowo ciekłym (ciecz z wydzielonymi z niej kryształami), poniżej linii solidusu - stop całkowicie zestalony.
Na przykład stop o zawartości 3%C zacznie krzepnąć w temp. ok. 1280oC wydzielając kryształy o składzie oznaczonym przez linie JE; pozostała ciecz wzbogaca się przy tym w węgiel i temperatura początku jej krzepnięcia obniża się, przesuwając się w kierunku punktu C; ostanie krople stopu będą miały skład odpowiadający punktowi C i skrzepną w temp. 1130OC (temperatura eutektyczna). Tę samą temperaturę końca krzepnięcia będą mieć wszystkie stopy żelaza z węglem o zawartości węgla większej niż 2%.
Czyste żelazo topi się i krzepnie w stałej temp.1539oC. Również w stałej temperaturze (1130oC), a nie w zakresie temperatur topi się i krzepnie stop o zawartości 4,3% węgla (stop eutektyczny), zwany ledeburytem.
Stopy żelaza stosowane w praktyce i określane jak surówki i żeliwa zawierają zazwyczaj węgiel w granicach 2,0 - 4,3%, a więc jeżeli nie ma oddziaływania dodatków stopowych, to wszystkie one zaczynają topić się w temp. 1130oC (1135oC), a kończą się topić różnie, zależnie od zawartości węgla , zgodnie z linią BC wykresu żelazo - węgiel.
 | Pobierz cały dokument zelazo.wegiel.techniki.wytwarzania.z.doc rozmiar 70 KB |