Το διάγραμμα σιδήρου-άνθρακα (EKD)
Ο χάρτης των χαλύβων: Τι πραγματικά συμβαίνει κατά τη θέρμανση και την ψύξη
AI generated Το διάγραμμα σιδήρου- είναι ο σημαντικότερος χάρτης της επιστήμης των υλικών. Σου δείχνει ποια δομή παίρνει ένας χάλυβας σε ποια θερμοκρασία και με ποια περιεκτικότητα σε άνθρακα — και έτσι, γιατί η ραφή σκληραίνει κατά τη . Όποιος διαβάζει το EKD καταλαβαίνει τη σκλήρυνση, την τάση για ρωγμές και τη θερμική κατεργασία, αντί να τα μαθαίνει απ' έξω.
Το (EKD) είναι ο χάρτης όπου βρίσκεται κάθε χάλυβας. Στον οριζόντιο άξονα είναι η περιεκτικότητα σε , στον κάθετο η θερμοκρασία. Το διάγραμμα σου λέει: Σε αυτή τη θερμοκρασία και με αυτή την περιεκτικότητα σε C, ο χάλυβάς σου έχει ακριβώς αυτή τη δομή.
Ο καθαρός σίδηρος υφίσταται δύο μετασχηματισμούς πλέγματος κατά τη θέρμανση. Κάτω από 911 °C είναι — μια μαλακή, εύπλαστη δομή με κυβικό χωροκεντρωμένο πλέγμα, που δύσκολα διαλύει (μέγιστο 0,02 %). Μεταξύ 911 °C και 1392 °C μετατρέπεται σε , ένα κυβικό εδροκεντρωμένο πλέγμα, που απορροφά σαφώς περισσότερο (έως 2,06 %). Αυτό ακριβώς είναι το κλειδί: Ο διαλύεται καλά στον , στον σχεδόν καθόλου.
Αν ψύξεις έναν χάλυβα αργά, ο θέλει να εγκαταλείψει τον . Στους 723 °C — τη θερμοκρασία του περλίτη — ο διασπάται σε ένα λεπτό μείγμα και (καρβίδιο του σιδήρου Fe₃C). Αυτό το στρωματωμένο μείγμα ονομάζεται . Στο 0,8 % βρίσκεται το ευτηκτοειδές σημείο: Όλος ο γίνεται με μιας. Κάτω από αυτό (0,02–0,8 % C) σχηματίζεται πρώτα , το υπόλοιπο γίνεται · πάνω από αυτό (0,8–2,06 % C) σχηματίζεται πρώτα στα όρια των κόκκων, το υπόλοιπο γίνεται .
Στο 2,06 % τελειώνει η περιοχή του χάλυβα και αρχίζει ο χυτοσίδηρος. Ο χυτοσίδηρος έχει τόσο πολύ που κατά την πήξη σχηματίζεται γραφίτης ή λεδεβουρίτης — γι' αυτό είναι ψαθυρός και χυτεύσιμος, αλλά όχι σφυρήλατος.
Για σένα ως συγκολλητή, το EKD είναι η εξήγηση για ό,τι συμβαίνει στη ραφή. Κατά τη , το θερμαίνει τον χάλυβα πάνω από 900 °C — όλα γίνονται . Αν η κρυώσει γρήγορα, ο δεν έχει χρόνο να αποβληθεί ως . Αντ' αυτού, το πλέγμα αναστρέφεται απότομα και σχηματίζει — σκληρό σαν γυαλί, ψαθυρό, επιρρεπές σε ρωγμές. Όσο περισσότερος , τόσο πιο σκληρός και επικίνδυνος ο .
Γι' αυτό δύο χαρακτηριστικά είναι τόσο σημαντικά: Η περιεκτικότητα σε άνθρακα καθορίζει τη μέγιστη , και η ταχύτητα ψύξης καθορίζει πόση από αυτήν πραγματικά δημιουργείται. Και τα δύο μαζί εξηγούν γιατί προθερμαίνεις χοντρές λαμαρίνες και συγκολλάς χάλυβες με υψηλό άνθρακα μόνο με προσοχή.