Diagrama fier-carbon (EKD)
Harta oțelurilor: ce se întâmplă cu adevărat la încălzire și răcire
AI generated Diagrama Fier- este cea mai importantă hartă a științei materialelor. Îți arată ce structură are un oțel la o anumită temperatură și un anumit conținut de carbon — și deci de ce cusătura se întărește la . Cine citește EKD înțelege întărirea, tendința de fisurare și tratamentul termic, în loc să le învețe pe de rost.
Diagrama (EKD) este harta pe care este localizat fiecare oțel. Pe axa orizontală este conținutul de , pe axa verticală temperatura. Diagrama îți spune: la această temperatură și acest conținut de C, oțelul tău are exact această structură.
Fierul pur trece prin două transformări de rețea la încălzire. Sub 911 °C este — o structură moale, ușor deformabilă, cu rețea cubică cu volum centrat, care abia poate dizolva (maxim 0,02 %). Între 911 °C și 1392 °C devine , o rețea cubică cu fețe centrate, care acceptă mult mai mult (până la 2,06 %). Exact acesta este punctul cheie: este bine solubil în , practic insolubil în .
Dacă răcești un oțel lent, vrea să părăsească . La 723 °C — temperatura perlitică — se descompune într-un amestec fin de și (carbură de fier Fe₃C). Acest amestec lamelar se numește . La 0,8 % se află punctul eutectoid: toată devine dintr-o dată . Sub acest procent (0,02–0,8 % C) se formează mai întâi , restul devine ; peste (0,8–2,06 % C) se formează mai întâi la granițele de grăunte, restul devine .
La 2,06 % se termină domeniul oțelului și începe fonta. Fonta are atât de mult încât la solidificare se formează grafit sau ledeburită — de aceea este fragilă și turnabilă, dar nu este forjabilă.
Pentru tine, ca sudor, EKD este explicația pentru tot ce se întâmplă în cusătură. La , încălzește oțelul peste 900 °C — totul devine . Dacă se răcește apoi rapid, nu are timp să se separe ca . În schimb, rețeaua se transformă brusc și formează — sticloasă, dură, fragilă, predispusă la fisuri. Cu cât este mai mult , cu atât este mai dură și mai periculoasă.
De aceea, două valori sunt atât de importante: conținutul de carbon determină maximă, iar viteza de răcire determină cât de mult se formează efectiv. Ambele împreună explică de ce preîncălzești tablele groase și sudezi oțelurile cu carbon ridicat doar cu precauție.