Diagramele de fază sunt reprezentări grafice ale fazelor prezente într-un aliaj (oțel) în diferite condiții de t, presiune sau compoziție chimică. Acestea sunt adesea utilizate în metalurgie. Ele pot fi utilizate pentru a înțelege care faze sunt stabile termodinamic, metastabile și instabile pe termen lung. Ținând cont de acest lucru, se poate selecta materialul de aliere adecvat pentru a preveni ruperea echipamentelor (tuburi, cadre etc.).
Una dintre cele mai utilizate și comune este diagrama de fază fier-carbon. Aceasta este utilizată pentru a înțelege diferitele faze ale oțelului și fontei. Figura a fost dezvoltată pentru a arăta poziția microstructurală a metalului în funcție de temperatură (y) și de conținutul de carbon (x).
Utilizarea diagramei
Această figură presupune o răcire constantă a metalelor. Atât oțelul, cât și fonta sunt un amestec de fier și carbon (C). De asemenea, ambele aliaje conțin cantități mari de diverse oligoelemente. Deși graficul este destul de complex, dar odată ce înțelegeți esența, îl puteți utiliza cu ușurință în diverse scopuri. Diagrama de fază oferă o bază pentru înțelegerea atât a oțelurilor cu carbon, cât și a oțelurilor aliate. De asemenea, prezintă cunoștințe despre diverse procese de tratament termic, cum ar fi călirea sau recoacerea fontei.
Ce reprezintă diagrama?
Iată cum arată o diagramă fier-carbon cu o explicație: după cum am menționat mai sus, există două axe x și y (conținutul de C). Scara procentelor de greutate de pe axa x variază de la 0% la 6,67% carbon. La un conținut maxim de 0,008% din greutate, acest metal este numit simplu fier sau fier pur. Acesta există sub formă de a-ferită în condiții ambiante.
Aliajul fier-carbon cu un conținut de C cuprins între 0,008 % și 2,14 % se numește oțel. Acestea conțin, de asemenea, fier, carbon și cementită. În acest interval, oțelul este:
- cu conținut scăzut de carbon;
- carbon mediu;
- cu conținut ridicat de carbon.
Aici există denumiri precum A1, A2, A3, A4 și ACM. Atunci când t al metalului crește sau scade, la aceste limite are loc o tranziție de fază când temperatura atinge valoarea de la limită. În mod normal, atunci când un aliaj este încălzit, t acestuia crește, dar de-a lungul acestor linii (A1, A2, A3, A4 și ACM) încălzirea ajunge să rearanjeze structura într-o fază diferită și, astfel, temperatura nu mai crește până când faza nu este complet schimbată.
Diagrama fier — carbon cu explicații pentru manechini are, de asemenea, un punct eutectic în care se întâlnesc mai multe faze. În diagramă, acesta este situat la intersecția liniilor A1, A3 și ACM. Formarea acestor puncte este considerată a fi complet aleatorie.
O altă parte a figurii sunt câmpurile de fază — limitele care se intersectează între ele acolo unde are loc tranziția. Acestea indică stările prezente pentru o anumită compoziție și t a aliajului. Există patru astfel de faze în total.
Care sunt fazele?
Tabelul fier — carbon arată:
- a-ferita este o soluție solidă de C care există la t scăzut. Această fază este magnetică, stabilă la t camerei;
- g-austenita este o soluție solidă de carbon în FCC Fe cu o solubilitate maximă de 2,14%. Această stare este nemagnetică;
- d-ferită — identică cu structura a-feritei, dar există numai la t mare;
- cementită — metastabilă cu compoziție fixă de Fe3C. La temperatura camerei se descompune foarte lent în fier și carbon. Este o substanță dură și fragilă care afectează proprietățile oțelului și ale fontei.
Acum ați aflat cum puteți explica diagrama fier — carbon pentru manechini, ce stări arată și în ce domenii de activitate este cel mai des utilizată. Merită subliniat faptul că nu este dificil să o înțelegeți, dar este considerată baza termodinamicii și componenta principală în activitățile specialiștilor care lucrează cu metale.
