תרשים ברזל-פחמן (EKD)
המפה של הפלדות: מה באמת קורה בחימום ובקירור
AI generated תרשים ברזל- הוא המפה החשובה ביותר במדעי החומרים. הוא מראה לך איזה מבנה פלדה מקבלת באיזו טמפרטורה ובאיזו תכולת פחמן — ובכך למה התפר מתקשה ב. מי שקורא את ה-EKD מבין התקשות, נטייה לסדקים וטיפול תרמי, במקום רק לשנן אותם.
תרשים (EKD) הוא המפה שכל פלדה ממוקמת עליה. על הציר האופקי נמצא תכולת ה, על האנכי הטמפרטורה. התרשים אומר לך: בטמפרטורה הזו ובתכולת C הזו, הפלדה שלך בדיוק במבנה הזה.
ברזל טהור עובר בחימום שני מעברי סריג. מתחת ל-911 °C הוא — מבנה רך ונוח לעיצוב עם סריג קובי ממורכז גוף, שכמעט לא מסוגל להמיס (מקסימום 0,02 %). בין 911 °C ל-1392 °C נוצר ממנו , סריג קובי ממורכז פאות, שקולט הרבה יותר (עד 2,06 %). בדיוק זו נקודת המפתח: מסיס היטב ב, וב כמעט ולא.
אם אתה מקרר פלדה לאט, ה רוצה לצאת מהא בחזרה. ב-723 °C — טמפרטורת הפרליט — ה מתפרק לתערובת עדינה של ו (קרביד ברזל Fe₃C). התערובת הפסית הזו נקראת . ב-0,8 % נמצאת הנקודה האוטקטואידית: כל ה הופך בבת אחת ל. מתחת לזה (0,02–0,8 % C) נוצר קודם , והשאר הופך ל; מעל זה (0,8–2,06 % C) נוצר קודם בגבולות הגרעינים, והשאר הופך ל.
ב-2,06 % נגמר תחום הפלדה ומתחיל היצק. ליצק יש כל כך הרבה שבהתמצקות נוצר גרפיט או לדבוריט — לכן הוא פריך וניתן ליציקה, אבל לא ניתן לריתוך.
בתור רתך, ה-EKD הוא ההסבר לכל מה שקורה בתפר. ב ה מחממת את הפלדה מעל 900 °C — הכל הופך ל. אם מתקרר מהר, ל אין זמן להתפרק כ. במקום זה הסריג מתהפך בבת אחת ויוצר — קשה כמו זכוכית, פריך, רגיש לסדקים. ככל שיש יותר , כך ה קשה ומסוכן יותר.
לכן שני נתונים כל כך חשובים: תכולת הפחמן קובעת את ה המקסימלית, ומהירות הקירור קובעת כמה ממנה באמת נוצרת. שניהם יחד מסבירים למה אתה מחמם מראש לוחות עבים ורתך פלדות עתירות פחמן רק בזהירות.