Wybrane właściwości czystego żelaza ● pierwiastek polimorficzny - dwie odmiany alotropowe ( α oraz γ) , trzecia ( ε ) tylko przy ciśnieniach 12 GPa, ● gęstość ρ = 7,87 Mg/m 3 , moduł Younga E = 206 G Pa, ● pierwiastek pospolity w przyrodzie (5,2 % wag.) – związany w tlenki, węglany, wodorotlenki, siarczki, - duży problem z otrzymywaniem czystego żelaza (zwykle minimum ok. 0,1 % wag. domieszek), - najwięcej węgla (używany do redukcji rud), azotu, groźnej siarki, fosforu, itd., (+) Fazy układu stabilnego Fe-C lub układu metastabilnego Fe-Fe 3C ferryt: α ≡ Fe α ( C ) - roztwór stały węgla w żelazie o strukturze A2 (podstawowy, międzywęzłowy, graniczny), austenit: γ ≡ Fe γ ( C ) - roztwór stały węgla w żelazie o strukturze A1 (podstawowy, międzywęzłowy, graniczny), grafit (odmiana alotropowa węgla) - faza stabilna, cementyt ( Fe 3C ) - metastabilny węglik żelaza (faza pośrednia, międzymetaliczna, międzywęzłowa złożona), Sieć krystaliczna ferrytu RPC (A2) l k = 8 ww = 0,68 spłaszczone luki oktaedryczne (0,633x0,633x0,155d) 6 luk oktaedrycznych/komórkę a = 0,286 nm (w temp. pokojowej) a = 0,293 nm (w 1394 °C) mała rozpuszczalność węgla (tetragonalne zniekształcenie komórki) - zajęta co 1650 luka w 727 °C (0,0218 % wag. C) płaszczyzny poślizgu {110} - nie są najgęściej upakowane, - tylko kierunki najgęstszego ułożenia 〈 111 〉 (+) Sieć krystaliczna austenitu RSC (A1) l k = 12 ww = 0,74 (średnica luki 0,414d) 4 luki oktaedryczne/komórkę a = 0,365 nm (w 912 °C) znaczna rozpuszczalność węgla - zajęta co 11 luka w 1148 °C ( 2,11 %wag.C) - zajęta co 28 luka w 727 °C ( 0,77 %wag. C) średnica luki = 0,106 nm (w 916 °C) średnica jonu węgla = 0,154 nm płaszczyzna poślizgu {111} (jest najgęściej upakowana z możliwych) (+) Sieć krystaliczna cementytu (+-) Grafit – odmiana alotropowa węgla odległość między atomami w warstwie = 0,142 nm odległość między warstwami = 0,340 nm ● właściwości wytrzymałościowe grafitu są tak małe, że traktujemy jego wydzielenia jako nieciągłość osnowy metalowej stopu, ● o właściwościach stopów z grafitem (żeliwa szare) decyduje jego kształt, wielkość i rozmieszczenie, (+-) Wykres równowagi stabilnej Fe – C (opis fazowy) (para) fazy stałe: ferryt, austenit, grafit (-+) Wykres równowagi metastabilnej Fe – Fe
(…)
… obróbce cieplnej stanu wyjściowego i końcowego)
● Fe3CII wydziela się na granicach ziaren austenitu
oraz może utworzyć ciągłą i kruchą otoczkę (siatkę),
● siatka cementytu dyskwalifikuje każdy użytkowy wyrób,
● usuwanie siatki cementytu wymaga długotrwałego
wyżarzania sferoidyzującego (wydzielenia kulkowe Fe3C),
siatka Fe3CII
3% nital (Mi1Fe), 100x
3% nital (Mi1Fe), 250x
3% nital (Mi1Fe), 1000x
perlit
struktura stopu ∼ 0,65%C – perlit + ferryt
(+)
struktura ∼ 0,4%C – ferryt + perlit
● strukturalnie wolny ferryt (na granicach ziaren byłego austenitu),
- podwyższa ciągliwość oraz zdolność do odkształceń plastycznych,
- obniża wskaźniki wytrzymałościowe,
● struktura wyjściowa na sprężyny, lemiesze pługów, szyny kolejowe, itp.
3% nital (Mi1Fe),
3% nital (Mi1Fe),
(A. Krajczyk)
3% nital (Mi1Fe),
(A. Krajczyk…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)