דיאגמת פאזת ברזל פחמן הריכוז האוטקטי הריכוז האוטקטוידי גבול המסיסות של פריט
היווצרות פרליט מיקרו-מבנה של החומר בפלדה היפר-אוטקטואידית והיפו-אוטקטוידית. ככל שמתקרבים יותר לריכוז האוטקטואידי, מקבלים מבנה של פרליט בלבד. ככל שמתרחקים מהריכוז האוטקטואידי, הפרליט הולך ונעלם. אם מתרחקים לכיוון הפריט )איזור היפו-אוטקטואידי( גרעיני הפרליט נעשים יותר קטנים, וסביב הפרליט מתקבלת פאזת פריט )α(. אם מתקרבים לכיוון הצמנטית ) )Fe 3 איזור היפר-אוטקטואידי, גרעיני הפרליט גם כן נעלמים, וסביב הפרליט מתקבלת הפאזה של צמנטית. בשני המקרים, מבנה הפרליט מתקבל כתוצאה מקירור איטי של פאזת האוסטנית )γ(. האוסטינית קיים אך ורק מעל הטמפרטורה של 727 )טמפרטורת האוסטניזציה(. מתחת לטמפרטורה זו, אוסטנית איננו יציב. להזכירכם, המבנה הפרליטי מתאפיין במבנה למלרי דמוי מחטים של פאזת צמנטית העטופה בפאזה של פריט.
מבנה הפרליטי בהגדלה במיקרוסקופ.
פעמים רבות אנו נדרשים לדעת מהי הכמות היחסית של הלמלות )פרליט( בתוך החומר. לצורך כך ניעזר בחוק מנוף. עבור פלדה היפו-אוטקטויאדית )ריכוז הנתך קטן מריכוז האוטקטואידי(: T 0 0 a ריכוז הנתך של הפלדה ההיפו-אוטקטואידית. ריכוז האוטקטואידי. ריכוז זה תמיד קבוע ושווה ל- 0.76% ריכוז הפריט בטמפרטורה T. 0 0 a T 0 הטמפרטורה שך הנתך. על מנת לחשב את הכמות היחסית של הפרליט בתוך הנתך, ניעזר בחוק מנוף: % X perlite 0 a
עבור פלדה היפו-אוטקטויאדית )ריכוז הנתך גדול מריכוז האוטקטוידי(: a 0 c ריכוז הנתך של הפלדה ההיפר-אוטקטואידית. ריכוז האוטקטואידי. ריכוז זה תמיד קבוע ושווה ל- 0.76% ריכוז הצמנטית. ריכוז זה תמיד קבוע ושווה ל- 6.7%. 0 a c T 0 הטמפרטורה שך הנתך. על מנת לחשב את הכמות היחסית של הפרליט בתוך הנתך, ניעזר בחוק מנוף: c % X 0 perlite c a
שאלת דוגמא: 011 גרם של נתך )1.0% Fe-0.40% פחמן( קוררו באיטיות מטמפרטורה של- 900. )א( קבע את כמות הפרליט ב- 750 וב- 722. )ב( קבע את כמות הפריט והצמנטיט ב- 722. פתרון: סעיף א: תחילה נסמן את הנקודות הרלוונטיות על גבי דיאגרמת הפאזות של ברזל פחמן )תתעלמו מהקו של (: 1 722 750 0 =0.4
נשים לב, כי בטמפרטורה של 750 הנתך נמצא מעל הקו האוטקטואידי, כלומר מעל 727. כידוע, מבנה הפרליטי לא קיים בטמפרטורה זו, לכן אין משמעות לכמות היחסית של פרליט ב- 750. בטמפרטורה של 722, הנתך כבר מתחת לטמפרטורה האוטקטואידית ולכן המבנה הפרליטי כבר נוצר. הטמפרטורה הזאת מאוד קרובה לטמפרטורה האוטקטואידית )727 (, לכן ניתן להניח כי ריכוז הפריט הוא כמו בטמפרטורה האוטקטואידית, כלומר 1.100%. נרשום את הנתונים: 0 =0.4% =0.022% a =0.76% מכיוון שריכוז הנתך הנו נמוך מריכוז האויטקטואידי ( a (, 0 < ניעזר בנוסחה של חוק מנוף עבור האיזור ההיפו-אוטקטואידי: % X perlite 0 a 0.4 0.022 % X perlite 51.22% 0.76 0.022 כלומר, כמות הפרליט בתוך הנתך הוא 20.00 גרם. סעיף ב: על מנת למצא את כמות הפריט והצמנטית באותה הטמפרטורה )722 (, אנו ניעזר בחוק מנוף גם כן. כעת, אנו נתייחס לדיאגרמת פאזות ברזל פחמן כאל דיאגרמת פאזות בינארית של שני מרכיבים, בדומה לדיאגרמת סיגר.
תזכורת: דיאגרמת סיגר היא דיאגרמת פאזות בינארית של שני מרכיבים שונים המציגה את איזורי קיום של הפאזות השונות כתלות בריכוז הנתך והטמפרטורה שלו. לרוב, דיאגרמת סיגר מתאפיינת בשלושה איזורים עיקריים איזור המוצק, איזור הנוזלי ואיזור הביניים )איזור הדו פאזי(: שני צידי הדיאגרמה מייצגים חומר אחר, באופן כללי חומר A וחומר B. כאשר אנו נמצאים באיזור הדו-פאזי, יש משמעות לדעת מספר דברים: ריכוז של הפאזה הראשונה. ריכוז של הפאזה השנייה. כמות הייחסית של הפאזה הראשונה או השנייה..0.0.3 הנקודות S i עונות על 0, הנקודות L i עונות על 0. על מנת לענות על 3, נעזרים בחוק מנוף )בדקו בקלאסרים ותיזכרו איך עושים זאת(. כעת נחזור לשאלה. מתחת לקו האוטקטואידי קיים איזור דו פאזי. פאזה של פריט ופאזה של צמנטית ).)Fe 3 אלה הם שתי פאזות מוצקות. בכל צד של הדיאגרמה יש חומר אחר )בדומה ל- A ו- B בדיאגרמת סיגר(.
צמנטיט פריט הצד הימני של הדיאגרמה מייצג צמנטיט. הריכוז שלו תמיד 6%... הצד השמאלי של הדיאגרמה מייצג את פריט. אך, בניגוד לדיאגרמת סיגר, ריכוזו אינו קבוע עקב מגבלת המסיסות והריכוז משתנה עם הטמפרטורה. ריכוז פריט נע בין 1-1.100%. הגבול העליון מופיע בטמפרטורת האוסטניזציה )727 (. הגבול התחתון מופיע ב- 400. במקרה שלנו הנתך נמצא בטמפרטורה מאוד קרובה לטמפרטורת האוסטניזציה, ולכן ריכוז הפריט הוא המקסימלי 1.100%. בידיעת ריכוז הנתך, נוכל למצוא את הכמויות היחסיות של הפריט והצמנטית בטמפרטורה של 722 בעזרת חוק מנוף:
X X ementite erite c c 0 c 0 0.4 0.022 5.66% 6.7 0.022 100% X ementite הכמויות היחסיות של הצמנטיט והפריט: 100% 5.66% 94.4% כלומר, כמות הצמנטיט היא...2 גרם וכמות הפריט היא 40.0 גרם.
למבחן יש לדעת הפאזות השונות בדיאגרמת פאזות ברזל פחמן ותכונותיהם. מושגים עיקריים )כגון נקודה אוטקטית ואוטקטואידית, טמפרטורת האוסטניזציה, התגובה האוטקטואידית והיווצרות פרליטת, מבנה למלרי( שימוש בחוק מנוף למציאת כמות היחסית של הלמלות )פרליט(, פריט וצמנטית..0.0.3