Extras din laborator
1. CONSIDERAŢII GENERALE
1.1. Construcţia diagramei Fe - Fe3C
Dacă pentru cercetarea tratamentului termic al aliajelor baza este diagrama
respectivă de echilibru, pentru studiul tratamentului termic al celor mai răspândite
aliaje industriale şi anume oţelurile şi fontele, baza este diagrama fier-carbon, care ne
arată stările prin care trec aceste aliaje în funcţie de temperatură şi compoziţie chimică.
Dintre cele două variante ale acesteia (diagrama fier-cementită şi diagrama fier-grafit),
cea care prezintă interes practic este diagrama Fe - Fe3C (fig.1.1).
Pe diagramă apar trei linii orizontale, de-a lungul cărora se produc trei reacţii
importante:
Fig.1.1. Diagrama Fe - Fe 3C
Teodor Socaciu
8
a) orizontala HJB situată la temperatura de 1495C, aşa numita orizontală
peritectică, când soluţia solidă de concentraţia punctului H (0,09 %C) reacţionează
cu lichidul de concentraţie B (0,53 %C), rezultând o soluţie solidă de concentraţia
punctului J (0,17 %C);
b) orizontala ECF situată la temperatura de 1148C, aşa numita orizontală
eutectică, când lichidul de concentraţie 4,3 %C se descompune într-un amestec
mecanic format din austenită şi Fe3C numit ledeburită.
c) orizontala PSK situată la temperatura de 727C, aşa numita orizontală
eutectoidă, când soluţia solidă de concentraţie 0,77 %C se descompune într-un
amestec mecanic format din ferită şi Fe3C numit perlită.
Punctul E (2,11 %C) desparte domeniul oţelurilor carbon (până la 2,11 %C) de
domeniul fontelor (cuprinse între 2,11 - 6,67 %C).
La rândul lor, în funcţie de conţinutul de carbon oţelurile se împart în:
- oţeluri hipoeutectoide, care conţin între 0,02 şi 0,77 %C şi au o structură
formată din ferită şi perlită;
- oţeluri eutectoide, cu un conţinut de 0,77 %C şi au o structură exclusiv
perlitică;
- oţeluri hipereutectoide, care conţin între 0,77 şi 2,11 %C şi au o structura
formată din perlită şi cementită secundară.
În mod similar fontele pot fi hipoeutectice, eutectice (4,3%C) şi hipereutectice.
Structurile care apar în câmpurile diagramei Fe - Fe3C dat fiind condiţiile de
răcire în care au fost obţinute, poartă denumirea de structuri de echilibru.
1.2. Constituenţii structurali de echilibru ai aliajelor Fe - Fe3C
Constituenţii structurali care alcătuiesc structura materialelor metalice sunt de
două feluri: omogeni sau faze (metalul pur, soluţia solidă sau compusul chimic) şi
eterogeni sau amestecuri mecanice (eutecticul sau eutectoidul). În sistemul Fe - Fe3C
se întâlnesc atât constituenţi omogeni ca de exemplu ferita, austenita şi cementita, cât
şi constituenţi eterogeni ca perlita şi ledeburita.
Ferita - Feα(C) pe scurt α, sau Fe (C) respectiv - este o soluţie solidă de
carbon dizolvat în Feα sau Feδ care conţine maximum 0,02 %C la temperatura de
727ºC (respectiv 0,09 %C la temperatura de
1495ºC) şi cristalizează în sistemul cubic cu
volum centrat (C.V.C.), fiind moale şi
plastică. În afară de fier şi carbon, ea poate să
mai conţină în mod curent şi alte elemente ca
Si, P, Mn. Proprietăţile mecanice ale feritei
depind atât de felul şi concentraţia diferitelor
elemente prezente în compoziţia chimică cât
şi de mărimea grăuntelui.
Ferita este conţinută în cantităţi mari în
oţelurile moi, cu un conţinut redus de carbon,
de exemplu table ce se pot prelucra prin
ambutisare la rece. La microscop apare sub
Fig.1.2. Cristale de ferită,
atac cu nital
Teodor Socaciu
9
forma unor granule de culoare deschisă. În figura 1.2 se vede un oţel cu conţinut foarte
mic de carbon având microstructura formată practic numai din ferită, cu mici urme de
zgură (punctele de culoare neagră).
Austenita - Feγ(C) sau γ - este o soluţie de interstiţie a carbonului în fierul γ,
care conţine maximum 2,11 %C la temperatura de 1148˚C şi care cristalizează în
sistemul cubic cu feţe centrate (C.F.C.). Austenita este plastică, puţin dură,
paramagnetică, rezistentă la coroziune, are cea mai mare greutate specifică şi cel mai
mic volum specific dintre toţi constituenţii aliajelor Fe - Fe3C, ceea ce înseamnă că la
formarea austenitei (în timpul operaţiei de încălzire) are loc o micşorare de volum în
timp ce la transformarea ei (în timpul operaţiei de răcire) are loc o mărire de volum. În
mod normal ea este stabilă la temperaturi înalte, mai exact în domeniul GOSEJN din
diagrama de echilibru care mai poartă numele şi de domeniul austenitic.
Cementita - Fe3C - sau carbura de fier este un compus chimic
Preview document
Conținut arhivă zip
- Studiul diagramei de echilibru fier-cementita.pdf