1. Ana Sayfa
  2. Bilimsel
  3. Demir- Sementit Denge Diyagramı

Demir- Sementit Denge Diyagramı

Demir- Sementit Denge Diyagramı

 

Demir sementit denge diyagramı, en basit haliyle çelikler, demir (Fe) ve karbon (C) alaşımlarıdır.
Fe-C faz diyagramı oldukça karmaşıktır, ancak yalnızca diyagramın çelik ve dökme demir ‘ye bölümünün % 6.67’ye kadar karbonu dikkate alacağız.

Fazlar:
  1. Ferrit (Ferrite)
  2. Östenit (Austenite)
  3. Sementit (Cementite)
  4. δ- Ferrit (δ- Ferrite)
Faz Karışımları:
  1. Perlit (Pearlite)
  2. Ledebürit (Ledeburite)
1) α- Ferrit

alpha ferrit ile ilgili görsel sonucu
  • Ferrit, α-Fe içindeki arayer (interstitial) katı karbon çözeltisidir. Hacim merkezli kübik (BCC) yapıya sahiptir. Karbon için çok sınırlı bir çözünürlüğe sahiptir (727°C’de max. %0.022 ve 25°C’de %0.008). Ferrit yumuşak (soft) ve sünektir (ductile).
2) Östenit

austenite microstructure ile ilgili görsel sonucu
  • Östenit, γ-Fe karbonun arayer katı çözeltisidir. Yüzey merkezli kübik (FCC) yapıya sahiptir. Östenit, 1143°C’de max. %2.14 karbon içerebilir. Östenit normal olarak oda sıcaklığında stabil değildir. Östenit manyetik olmayan (nonmagnetic) ve yumuşaktır.
3) Sementit
  • Sementit veya demir karbür (Fe3C), metalik bir demir ve karbon bileşiğidir. %6.67 karbon içerir. Çok zor ve kırılgandır. Bu ara metalik bileşik, yarı kararlı faz ve oda sıcaklığında süresiz olarak bir bileşik olarak kalır.
4) δ- Ferrit

δ- Ferrite microstructure ile ilgili görsel sonucu
  • δ-Fe içinde katı bir karbon çözeltisidir. Yüksek sıcaklıklarda kararlıdır. Yüzey merkezli kübik yapısına sahiptir.

 

 

Pearlite
pearlite microstructure ile ilgili görsel sonucu
  • Perlit alternatif olarak ferrit ve sementit tabakalarından oluşur. Ferrit ve sementit arasında bir yerde bulunan özelliklere sahiptir. Perlitteki ortalama karbon miktarı %0.76’dır.
Ledebürit
  • Ledebürit, östenit ve sementitin ötektik (eutectic) bir karışım olup, alternatif katmandır. Ortalama karbon miktarı %4.3’tür.

Fe-C alaşımları iki şekilde olabilir:

  1. Çelikler: Çelikler % 2.14’e kadar karbon miktarı olan demir ve karbon alaşımlarıdır. Diğer alaşım elementleri de çeliklerde olabilir.
  2. Dökme Demirler: Dökme demirler, % 2.14’ten fazla karbon miktarına sahip demir ve karbon alaşımlarıdır. Diğer alaşım elementleri, dökme demirlerde de mevcut olabilir.

Fe-C sistemindeki önemli reaksiyonlar:

  • Ötektik reaksiyonlar:
Ötektik: 4.30 wt% C, 1147°C
L (4.30% C) ↔ γ (2.14% C) + Fe3C 
 
Ötektik reaksiyonlarda sıvı; östenit (%2.14 karbon içeren) ve sementitin bir faz karışımı olarak katılaşır. Bu faz karışımı ledebürit olarak bilinir. Ledebürit içindeki ortalama karbon miktarı %4.30‘dur. Ötektik reaksiyon sabit bir sıcaklıkta gerçekleşir. Bu sıcaklık “ötektik sıcaklık” olarak bilinir ve 1147°C‘dir.
  • Ötektoid reaksiyonlar:
Ötektoid: 0.76 wt% C, 727°C
γ (0.76% C) ↔ α (0.022% C) + Fe3C
 
Ötektoid reaksiyonlarda, östenit bir ferrit (%0,76 karbon içeren) ve sementit içeren bir faz karışımına dönüşür. Bu faz karışımı perlit olarak bilinir. Perlit’teki ortalama karbon miktarı %0.76’dır. Ötektoid reaksiyonu sabit bir sıcaklıkta gerçekleşir. Bu sıcaklık “ötektoid sıcaklık” olarak bilinir ve 727°C‘dir. Çeliklerin ısıl işleminde ötektoid reaksiyonu çok önemlidir.
  • Peritektik reaksiyonlar:
Peritektik: 0.16 wt% C, 1493°C
δ (0.11% C) + L (0.51% C) ↔ γ (0.16% C)
 
Peritektik reaksiyonlarda, sıvı ve δ-demir, östenit’e (%0.16 karbon içeren) dönüşür. Peritektik reaksiyon, sabit bir sıcaklıkta gerçekleşir. Bu sıcaklık “peritektik sıcaklık” olarak bilinir ve 1493°C‘dir.

Yorum Yap