Stop żelaza z węglem


Stop żelaza z węglem w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Stop żelaza z węglemstopy, w których węgiel rozpuszczany jest w żelazie. Węgiel może występować w nich w postaci węgla czystego – grafitu, roztworu stałego w sieci krystalicznej ferrytu lub austenitu albo jako węglik żelaza, np. Fe3C, zwanego cementytem[1][2].

Stopy zawierające poniżej 2,11% (według norm polskich, zaś europejskich 1,75%) węgla to stale lub staliwo, a powyżej tej zawartości to żeliwo.

Wraz ze wzrostem udziału węgla struktura stopu żelaza z węglem przybiera odmienne formy:

  • przy bardzo niewielkiej zawartości węgla, poniżej 0,0218% udaje się uzyskać niemal czyste żelazo α zwane ferrytem.
  • przy zawartościach węgla pomiędzy 0,0218% a 0,77% otrzymuje się stopy podeutektoidalne (stale podeutektoidalne), które są mieszaninami ferrytu i perlitu.
  • przy zawartości 0,77% węgla uzyskuje się perlit będący mieszaniną eutektoidalną ferrytu i cementytu.
  • stopy w zakresie 0,77% do 2,11% – stale nadeutektoidalne – są mieszaninami perlitu i cementytu.
  • stopy o zawartości węgla powyżej 2,11% (żeliwo), są mieszaninami ledeburytu przemienionego i perlitu (do 4,3% węgla) lub cementytu (powyżej 4,3% węgla). W przypadku stosunkowo wolnego chłodzenia w stopach tych może także wystąpić grafit.
  • przy zawartości węgla 4,3%, w krzepnącym stopie, powstaje ledeburyt, który w czasie dalszego chłodzenia w temperaturach poniżej 727 °C przekształca się w ledeburyt przemieniony. Ledeburyt jest eutektyką.


Wykres równowagi układu żelazo-węgiel – jest to wykres fazowy węgla w stopie z żelazem. Pierwszą, najczęściej wykorzystywaną i omawianą część wykresu nazywa się także wykresem żelazo – cementyt. Na osi poziomej podana jest procentowa zawartość węgla w stopie, na osi pionowej temperatura. Z wykresu można odczytać jaką strukturę posiada stop, przy założeniu równowagowego procesu wytwarzania. Przy, na przykład, szybkim chłodzeniu stop może zachowywać się w inny sposób (na przykład granica rozpuszczalności węgla w ferrycie wzrasta wraz z wielkością przechłodzenia).

Należy zaznaczyć, że jest to tylko fragment wykresu równowagi układu żelazo-węgiel (zwany wykresem żelazo-cementyt), zawarty pomiędzy 0% a 6,69% (czasem mówi się 6,67%) węgla. Nazwa pochodzi od nazwy faz na granicach wykresu – z lewej jest żelazo (Fe), a z prawej cementyt (Fe3C). Jest on najbardziej istotny ze względów praktycznych, gdyż większe stężenie węgla powoduje zbyt dużą kruchość stopu.

Wykres równowagi stabilnego układu żelazo-węgiel i metastabilnego żelazo-cementyt

Charakterystyczne punkty wykresu.

Charakterystyczne linie wykresu.

Zobacz też | edytuj kod

Przypisy | edytuj kod

  1. Encyklopedia techniki. T. Metalurgia. Katowice: Wydawnictwo "Śląsk", 1978, s. 459. (pol.)
  2. Materiały dydaktyczne Politechniki Szczecińskiej Struktury stopów według układu równowagi żelazo – węgiel (pol.). W: Przedmiot: Podstawy nauki o materiałach II (Tworzywa Metaliczne) [on-line]. Politechnika Szczecińska, Instytut Inżynierii Materiałowej, Zakład Metaloznawstwa i Odlewnictwa. [dostęp 2016-03-15].; bibliografia: St. Rudnik: Metaloznawstwo. Warszawa: PWN, 1996. (pol.), St. Prowans: Materiałoznawstwo. Warszawa: PWN, 1997. (pol.), K. Przybyłowicz: Metaloznawstwo. Warszawa: WNT, 1996. (pol.), K. Wesołowski: Metaloznawstwo i obróbka cieplna. Warszawa: WNT, 1981. (pol.)
Na podstawie artykułu: "Stop żelaza z węglem" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy