Na wykresie żelazo węgiel obserwujemy m.in. przemianę eutektyczną.
Przy zawartości 4, 3% C
Ciecz przemienia się w 2 fazy stałe: austenit i cementyt.
L(4,3%C) austenit (2,06%C) + cementyt (6,67%C)
Austenit (roztwór węgla w żelazie gamma) FCC,
faza oparta o odmianę alotropowa żelaza gamma
Pomiędzy atomami żelaza występują atomy węgla
(pierwiastki międzywęzłowe)
Max rozpuszczalność austenitu wynosi 2, o6 %.
cementyt (faza: bo ma swoją, odmienną sieć krystaliczną)
jest to związek chemiczny:
węglik żelaza
Fe3C (na każde 3 atomy żelaza przypada 1 atom węgla)
Związek ten jest nierozpuszczalny
Zawsze w komórce elementarnej jest
proporcja 3:1
fazę tę interpretuje prosta x=6,67%C (stężenie wagowe)
jak się przeliczy stężenie procentowe (25%C)
na stężenie wagowe
to wyjdzie nam wartość 6,67 %C
Przemiana eutektoidalna
Faza stała gamma faza alfa + faza beta (dwie fazy stałe)
W układzie żelazo węgiel
Przemiana eutektoidalna (austenityczna)
Polega na zamianie austenitu
W dwie inne fazy stałe: ferryt alfa, cementyt
Ferryt (roztwór węgla w żelazie alfa) BCC,
faza oparta o odmianę alotropowa żelaza alfa.
Pomiędzy atomami żelaza występują atomy węgla
(pierwiastki międzywęzłowe)
Max rozpuszczalność ferrytu alfa wynosi 0,02 %.
Austenit (0,8%C) ferryt alfa (0,02%C) + cementyt (6,67%C)
(cementyt ma zawsze tę samą zawartość węgla)
Przemiana PERYTEKTYCZNA
(Perytektyka)
L + delta gamma
(każda faza ma inną strukturę krystaliczną)
W układzie żelazo węgiel:
L(0,53%C) + delta(0,1%C) gamma (0,16%C)
Żelazo ma 3 odmiany alotropowe (poczynając od najniższych temperatur):
Żelazo alfa (BCC)
Żelazo gamma (FCC)
Żelazo delta (BCC)
mamy zatem 3 różny fazy (poczynając od najniższych temperatur):
ferryt alfa
austenit
ferryt delta
węgiel jest pierwiastkiem międzywęzłowym,
rozpuszczalność węgla jest mała!!!
ferryt alfa (0,02% C)
austenit (2,06% C)
ferryt delta (0,1% C)
Zad1.
Obliczamy proporcje fazowe, tak by otrzymać 100% stopu perytektycznego:
Obliczamy zawartość cieczy i fazy delta nieco powyżej punku J:
XL = (0,16%-0,1%) / (0,53%-0,1%) = 0,06:0,43 = 0,14= 14%
Xs = 100%-14% = 86%
Odp: By uzyskać 100% przemiany perytektycznej, zawartośc faz nad punktem J musi być następująca:
86% fazy (ferrytu) delta, 14% cieczy.
Fazy oparte o odmiany alotropowe żelaza:
ferryt alfa
austenit
ferryt delta
Zad 2.
Prosze obliczyć ilość fazy gamma po przemianie perytektycznej w punkcie W (to nie jest wykres żelazo węgiel):
A B
W punkcie W+dt analizujemy fazy (identyfikacja):
Fazy i ich składy chemiczne
L(45% B) + delta (10% B)
Uwaga:
W punkcie W dojdzie do przemiany perytektycznej
(nie mamy tak dobranych proporcji fazowych, by powstalo 100% stopu perytektycznego)
Co mamy poniżej punkty W?
L (45%B), gamma (20%B)
Obliczamy zawartość fazy gamma po przemianie:
45%-35%
X g = --------------------- = 10/25 = 40%
45%-20%
Zatem w W mam 40 % austenitu (przemiany perytektycznej)
(bo nie ma takich proporcji fazowych, by było 100% przemiany)
Oprócz fazy gamma pod punktem W jest ciecz, która nie zamienila się w fazę gamma, ze względu na brak odpowiedniej ilości fazy delta (złe proporcje, nie może dojść do pełnej przemiany, takiej by był tylko austenit pod temperaturą perytektyczną)
Zadanie 3.
Proszę uprzejmie podać przemiany w układzie Fe-C:
Perytektyczna (powstaje austenit)
Eutektyczna (powstaje stop eutektyczny: ledeburyt)
Eutektoidalna (powstaje stop eutektoidalny: perlit)
Ledeburyt: mieszanina austenitu i cementytu
Perlit: mieszanina ferrytu alfa i cementytu
Ledeburyt i perlit to nie są fazy!!! To mieszaniny faz!!!
Zad 4.
Jakie fazy są w układzie Fe-C:
Ferryt alfa,
Austenit (faza gamma),
Ferryt delta,
Cementyt (węglik żelaza),
Ciecz
Zad. 5.
Proszę podać przy jakich zawartościach procentowych z cieczy powstaje faza delta, gamma, alfa, cementyt???
Faza delta powstaje poniżej krzywej AB, zatem dla stężeń od 0,1%C do 0,53%C,
Faza gamma powstaje poniżej krzywej BC, zatem dla stężeń od 0,53%C do 4,3 %C,
Faza alfa nie powstaje z cieczy (nie ma z nią kontaktu),
Cementyt powstaje poniżej krzywej CD, zatem dla stężeń od 4,3%C do 6,67%C.
Zad. 6. Uprzejmie proszę przeanalizować studzenie stopu (stali) o zawartości 1,5% C. Chłodzenie z temp 1500'C.
Rozwiązanie:
Brak przemiany perytektycznej, bo zawartość stali (1,5% C) jest większa od 0,53% C (punkt B)
Ciecz przemienia się w fazę gamma (w sposób klasyczny, jak w układzie Cu-Ni), ok. temp 1200 `C kończy się krzepnięcie.
Ponizej temp 960'C
zaczyna się przemiana (częściowa) gamma cementyt
jesteśmy na lewo od punktu E, zatem nie dochodzi do przemiany eutektycznej
zachodzi przemiana eutektoidalna
mamy bowiem szacunkowo
ok. 90% austenitu (przemieni się i powstaje perlit)
ok. 10% cementytu (nie przemienia się, bo jest to tzw. faza proeutektoidalna)
Po przemianie mamy 90% perlitu i 10% cementytu
Cementyt:
Węglik żelaza (faza) zawsze ten sam skład chemiczny stosunek 3:1
Na wykresie żelazo węgiel obserwujemy przemianę eutektyczną (ledeburytyczna).
Przy zawartości 4,3% C
Ciecz przemienia się w 2 fazy stałe: austenit i cementyt.
L (4,3 %C) austenit (2,06%C) + cementyt (6,67%C)
Na wykresie żelazo węgiel obserwujemy m.in. przemianę eutektoidalną (perlityczną).
Przy zawartości 0,8 % C
Faza gamma przemienia się w 2 fazy stałe:
ferryt i cementyt.
austenit (0,8 %C) ferryt (0,02%C) + cementyt (6,67%C)
Na wykresie żelazo węgiel obserwujemy przemianę perytektyczną:
Przy zawartości 0,16 % C
L(0,53%C) + ferryt delta (0,1%C) austenit (0,16%C)
Przemiana zachodzi pomiędzy punktami H, B
Zad 7.
Na ile różnych sposobów można otrzymać cementyt?
Cementyt powstaje z bezpośrednio z cieczy, poniżej krzywej C-D (likwidusu),
cementyt powstaje z bezpośrednio z austenitu (poniżej krzywej S-E,
cementyt jest częścią składową stopu eutektycznego (ledeburytu), w związku z tym powstaje w wyniku przemiany eutektycznej (poniżej E-F),
cementyt jest częścią składową stopu eutektoidalnego (perlitu), w związku z tym powstaje w wyniku przemiany eutektoidalnej (poniżej P-S-K),
cementyt powstaje bezpośrednio z ferrytu alfa (poniżej krzywej P-Q
Zad. 8. Proszę przeanalizować max rozpuszczalność faz stałych w układzie Fe-C:
ferryt alfa: 0,02% C,
austenit: 2,06% C,
ferryt delta: 0,1% C,
cementyt: nierozpuszczalny, zawsze stężenie 6,67% C.
Zad. 9. Proszę przeanalizować zawartość faz i ich skład chemiczny w punkcie 5,7% C, 400”C.
Mamy 2 fazy: cementyt i ferryt. Cementyt z prawej strony, ramie cementytu z lewej:
Xc= (5,7%-0,01%) / (6,67%-0,01%) =0,85 = 85%
Xf= 100%-85% = 15%
Ferryt ma w tym punkcie 0,01% C,
cementyt (jak zawsze) 6,67% C.
Zad. 10.
Na ile różnych sposobów można otrzymać austenit?
Austenit powstaje z bezpośrednio z cieczy, poniżej krzywej C-B (likwidusu),
austenit powstaje w wyniku przemiany perytektycznej, poniżej H-B,
austenit powstaje w wyniku przemiany eutektycznej, poniżej E-F,
Wyszukiwarka