نمودار فازی اهن کربن

نمودار فازی آهن کربن. نمودار تعادلی آهن - کربن ( Fe - C ) راهنمایی است که به کمک آن می توان روش های مختلف عملیات حرارتی، فرآیندهای انجماد، ساختار فولادها و چدن ها و… را بررسی کرد. چون کاربید آهن یک ترکیب شبه پایدار است، بنابراین دیاگرام آهن - کربن را سیستم شبه پایدار می نامند. حالت پایدار کربن در فشار اتمسفر، کربن آزاد ( گرافیت ) است.
قسمت هایی که در نمودار با حروف یونانی مشخص شده اند، نشانگر محلول های جامد از نوع بین نشینی هستند.
خطوط افقی در نمودار، نشان دهندهٔ استحاله های هم دما هستند.
• استحاله یوتکتیک:
تغییر فازی که در آن یک مایع به دو فاز جامد تبدیل می شود. در نمودار آهن و کربن تبدیل شدن فاز مایع به آهن آستنیت و سمانتیت که در دما ۱۱۴۸°C، غلظت کربن ۴٫۲۰ درصد اتفاق می افتد از این نوع استحاله پیروی می کند.
• استحاله یوتکتوئید: تغییر فازی که در آن یک فاز جامد به دو فاز جامد دیگر تبدیل می شود. ( s1 - > s2+s3 )
در نمودار آهن و کربن تبدیل آستنیت به فریت و سمانتیت که دما ۷۲۷°C غلظت کربن ۰٫۷۶ درصد انجام می شود ار این نوع استحاله است.
• استحاله پریتکتیک: تغییر فازی که در آن یک فاز جامد و بک فاز مایع به یک فاز جامد متفاوت تبدیل می شود.
در دیاگرام فازی آهن و کربن تبدیل شدن آهن دلتا و فاز مایع به آهن گاما ( اسنیت ) که در دما ۱۴۹۳°C، غلظت کربن ۰/۱۶ درصد از این نوع است. البته باید توجه داشت که غلظت ها و دماهای ذکرشده برای آهن - کربن خالص بوده و با حضور عناصر آلیاژی دیگر، این ثابت ها تغییر می کنند.
• آهن آلفا ( α ) : به این فاز فریت گویند که ساختار آن BCC بوده و در گستره دمایی بین ۹۱۰ درجه سانتیگراد تا دماهای بسیار پایین و درصد حجمی کربن بین ۰/۰۰۰۰۵ تا ۰/۰۲۱۸ در همسایگی با سمانتیت پایدار است.
• آهن گاما ( γ ) : به این فاز استنیت نیز گویند که ساختار FCC دارد. در رنج دمایی بین ۷۲۷ تا ۱۴۹۵ درجه سانتیگراد و درصد حجمی کربن بین صفر تا ۰/۷۷ در همسایگی آهن آلفا و ۰/۷۷ تا ۲/۱۱ در همسایگی با سمانتیت پایدار است.
• آهن دلتا ( δ ) : فاز پایدار این ماده در دمایی بین ۱۳۹۴ تا۱۵۳۹ درجه سانتیگراد بوده که ساختار BCC دارد.
• سمانتیت: یک ترکیب بین فلزی از آهن است که دارای درصد کربن ۶/۶۷ بوده. ساختار ان ارتورومبیک است که در هر سلول واحد آن ۱۲ اتم آهن با ۴ اتم کربن در تماس است. از دماهای پایین تا ۱۲۲۷ درحه سانتی گراد پایدار است.
• پرلیت :اگر فاز مایع در هنگام انجماد از خط یوتکتوید بگذرد ساختاری از آهن ایجاد می شود که به آن پرلیت می گویند. این ساختار لایه لایه از فریت و سمانتیت است که هرچه میزان این سمانتیت بیشتر باشد استحکام آن آهن هم بیشتر می شود.