Jern-karbon-diagrammet (EKD)
Stålenes landkart: Hva som egentlig skjer ved oppvarming og avkjøling
AI generated Jern--diagrammet er det viktigste kartet i materiallæren. Det viser deg hvilken struktur et stål antar ved hvilken temperatur og hvilket karboninnhold — og dermed hvorfor sømmen herdes ved . Den som leser EKD, forstår oppherding, sprekkdannelse og varmebehandling, i stedet for bare å pugge det.
Det (EKD) er kartet der hvert stål har sin plass. På den vannrette aksen står -innholdet, på den loddrette temperaturen. Diagrammet forteller deg: Ved denne temperaturen og dette C-innholdet har stålet ditt akkurat denne strukturen.
Rent jern gjennomgår to gitteromdanninger når det varmes opp. Under 911 °C er det — en myk, lett formbar struktur med kubisk romsentrert gitter, som nesten ikke kan løse (maksimalt 0,02 %). Mellom 911 °C og 1392 °C blir det til , et kubisk flatesentrert gitter, som tar opp betydelig mer (opptil 2,06 %). Nettopp dette er kjernen: er godt løselig i , i praktisk talt ikke.
Kjøler du et stål langsomt ned, vil forlate igjen. Ved 723 °C — perlittemperaturen — brytes ned til en fin blanding av og (jernkarbid Fe₃C). Denne stripete blandingen kalles . Ved 0,8 % ligger det eutektoide punktet: Hele blir til på én gang. Under (0,02–0,8 % C) dannes først , resten blir ; over (0,8–2,06 % C) dannes først ved kornGrensene, resten blir .
Ved 2,06 % slutter stålområdet og støpejernet begynner. Støpejern har så mye at det ved størkning dannes grafitt eller ledeburitt — derfor er det sprøtt og støpbart, men ikke smibart.
For deg som sveiser er EKD forklaringen på alt som skjer i sømmen. Ved varmer stålet over 900 °C — alt blir . Kjøler så raskt ned, har ikke tid til å skille ut som . I stedet klapper gitteret plutselig om og danner — glasshardt, sprøtt, sprekkømfintlig. Jo mer , desto hardere og farligere .
Derfor er to nøkkeltall så viktige: Karboninnholdet bestemmer maksimal , og avkjølingshastigheten bestemmer hvor mye av den som faktisk oppstår. Begge sammen forklarer hvorfor du forvarmer tykke plater og sveiser høykarbonstål bare med forsiktighet.