علاوه بر فولادهای با کربن کم که کاربرد وسیعی دارند، فولادهای آلیاژی بسیاری نیز وجود دارند. در این فولادها، با کمک عناصر آلیاژی مثل کروم یا تیتانیم، فازهای موجود در نمودار فازی آهن - کربن بسته به کاربرد مورد نظر پایدار می شوند.
آهن خالص در اثر حرارت دو تغییر در ساختار کریستالی را قبل از ذوب شدن تجربه می کند. فاز فریت، آهن با ساختار کریستالی مکعبی مرکز پر ( BCC ) است که در نمودار فازی آهن - کربن مشاهده می شود و اصطلاحا آهن آلفا ( 𝛼 - iron ) نام دارد. این ساختار در دمای اتاق موجود است. ساختار BCC آهن با رسیدن به دمای 912 درجه سلسیوس به ساختار مکعبی وجوه پر ( FCC ) تبدیل می شود و تا دمای 1394 درجه سلسیوس پایدار باقی می ماند. ( فاز آستنیت در نمودار فازی آهن - کربن ) این ساختار را اصطلاحا آهن گاما ( 𝛾 - iron ) می نامند. پس از گذشتن از دمای 1394 درجه، آهن گاما به فاز آهن دلتا ( 𝛿 - ferrite ) که دارای ساختار BCC می باشد، برمی گردد.
تفسیر نمودار فازی آهن - کربن در شرایط تعادل نیمه پایدار ترمودینامیکی میسر است. یعنی در این نمودار، برای توضیح استحاله ها زمان بی نهایت فرض شده و فازها فرصت کافی برای برقراری تعادل در هر دمایی را دارند. این در حالی است که در واقعیت چنین شرایطی برقرار نیست و سرعت کاهش دما بیشتر است. به علت سرعت کاهش دما، تعادل برقرار نخواهد شد. این عدم تعادل باعث می شود تا استحاله ها در دماهایی به جز دماهای پیش بینی شده بر اساس خطوط دیاگرام فازی هم رخ بدهند. علاوه بر آن حضور فازهای نامتعادل که در نمودار دیده نمی شوند، در دمای اتاق هم از دیگر نتایج شرایط غیر تعادلی است.
افزودن عناصر آلیاژی هم این شرایط تعادلی را دستخوش تغییر کرده و حضور فازهایی از آلیاژها را در دمای اتاق ممکن می کند؛ در حالی که این امکان بر اساس نمودار فازی قابل توضیح نیست.
عناصر آلیاژی، فلز یا نافلزاتی هستند که به منظور بهبود ویژگی های مکانیکی و شیمیایی به یک عنصر پایه افزوده می شوند تا آلیاژ جدیدی ساخته شود. هر عنصر آلیاژی بر روی محدوده ای از خواص تاثیر می گذارد. در مطالعه ی نمودارهای فازی، تاثیر عناصر آلیاژی بر محدوده ی فازها در نمودار فازی خواهد بود. به این شکل که با افزایش محدوده ی هر فاز، آن فاز پایدارتر می شود. به عنوان مثال کربن یک پایدارکننده قوی آستنیت است که استحکام کششی فولاد را از طریق افزایش درصد کاربیدها، افزایش می دهد.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفآهن خالص در اثر حرارت دو تغییر در ساختار کریستالی را قبل از ذوب شدن تجربه می کند. فاز فریت، آهن با ساختار کریستالی مکعبی مرکز پر ( BCC ) است که در نمودار فازی آهن - کربن مشاهده می شود و اصطلاحا آهن آلفا ( 𝛼 - iron ) نام دارد. این ساختار در دمای اتاق موجود است. ساختار BCC آهن با رسیدن به دمای 912 درجه سلسیوس به ساختار مکعبی وجوه پر ( FCC ) تبدیل می شود و تا دمای 1394 درجه سلسیوس پایدار باقی می ماند. ( فاز آستنیت در نمودار فازی آهن - کربن ) این ساختار را اصطلاحا آهن گاما ( 𝛾 - iron ) می نامند. پس از گذشتن از دمای 1394 درجه، آهن گاما به فاز آهن دلتا ( 𝛿 - ferrite ) که دارای ساختار BCC می باشد، برمی گردد.
تفسیر نمودار فازی آهن - کربن در شرایط تعادل نیمه پایدار ترمودینامیکی میسر است. یعنی در این نمودار، برای توضیح استحاله ها زمان بی نهایت فرض شده و فازها فرصت کافی برای برقراری تعادل در هر دمایی را دارند. این در حالی است که در واقعیت چنین شرایطی برقرار نیست و سرعت کاهش دما بیشتر است. به علت سرعت کاهش دما، تعادل برقرار نخواهد شد. این عدم تعادل باعث می شود تا استحاله ها در دماهایی به جز دماهای پیش بینی شده بر اساس خطوط دیاگرام فازی هم رخ بدهند. علاوه بر آن حضور فازهای نامتعادل که در نمودار دیده نمی شوند، در دمای اتاق هم از دیگر نتایج شرایط غیر تعادلی است.
افزودن عناصر آلیاژی هم این شرایط تعادلی را دستخوش تغییر کرده و حضور فازهایی از آلیاژها را در دمای اتاق ممکن می کند؛ در حالی که این امکان بر اساس نمودار فازی قابل توضیح نیست.
عناصر آلیاژی، فلز یا نافلزاتی هستند که به منظور بهبود ویژگی های مکانیکی و شیمیایی به یک عنصر پایه افزوده می شوند تا آلیاژ جدیدی ساخته شود. هر عنصر آلیاژی بر روی محدوده ای از خواص تاثیر می گذارد. در مطالعه ی نمودارهای فازی، تاثیر عناصر آلیاژی بر محدوده ی فازها در نمودار فازی خواهد بود. به این شکل که با افزایش محدوده ی هر فاز، آن فاز پایدارتر می شود. به عنوان مثال کربن یک پایدارکننده قوی آستنیت است که استحکام کششی فولاد را از طریق افزایش درصد کاربیدها، افزایش می دهد.
wiki: پایدار کننده فریت