Dijagram željezo-ugljik (DŽU)
Karta čelika: što se stvarno događa pri zagrijavanju i hlađenju
AI generated Dijagram željezo- najvažnija je karta u nauci o materijalima. Pokazuje ti koju strukturu čelik poprima pri kojoj temperaturi i sadržaju ugljika — a time i zašto se zavar pri stvrdne. Tko čita DŽU, razumije zakaljivanje, sklonost pucanju i toplinsku obradu, umjesto da ih samo uči napamet.
(DŽU) je karta na kojoj je smješten svaki čelik. Na vodoravnoj osi je sadržaj , na okomitoj temperatura. Dijagram ti kaže: pri ovoj temperaturi i ovom sadržaju C tvoj čelik ima upravo ovu strukturu.
Čisto željezo pri zagrijavanju prolazi kroz dvije transformacije rešetke. Ispod 911 °C to je — mekana, dobro oblikovljiva struktura s kubično prostorno centriranom rešetkom, koja jedva može otopiti (najviše 0,02 %). Između 911 °C i 1392 °C od njega nastaje , kubično plošno centrirana rešetka, koja upija znatno više (do 2,06 %). Upravo je to ključna stvar: se dobro otapa u , a u praktički nikako.
Ako čelik polako hladiš, želi napustiti . Pri 723 °C — perlitskoj temperaturi — se raspada u finu mješavinu i (željezov karbid Fe₃C). Ta prugasta mješavina zove se . Pri 0,8 % nalazi se eutektoidna točka: cijeli odjednom postaje . Ispod toga (0,02–0,8 % C) najprije nastaje , a ostatak postaje ; iznad toga (0,8–2,06 % C) najprije se na granicama zrna stvara , a ostatak postaje .
Pri 2,06 % završava područje čelika i počinje lijevano željezo. Lijevano željezo ima toliko da pri skrućivanju nastaje grafit ili ledeburit — zato je krhko i lijevljivo, ali nije kovljivo.
Za tebe kao zavarivača, DŽU je objašnjenje za sve što se događa u zavaru. Pri zagrijava čelik iznad 900 °C — sve postaje . Ako se zatim brzo hladi, nema vremena izlučiti se kao . Umjesto toga rešetka se naglo preokrene i nastaje — tvrd kao staklo, krhak, sklon pucanju. Što više , to je tvrđi i opasniji.
Zato su dva podatka toliko važna: sadržaj ugljika određuje najveću , a brzina hlađenja određuje koliko će je stvarno nastati. Oboje zajedno objašnjava zašto debele ploče predgrijavaš i visokougljične čelike zavaruješ samo s oprezom.