Järn-kol-diagrammet (JKD)
Stålens karta: Vad som verkligen händer vid uppvärmning och avkylning
AI generated Järn--diagrammet är den viktigaste kartan inom materialkunskap. Det visar dig vilken mikrostruktur ett stål får vid en viss temperatur och kolhalt — och därmed varför svetsfogen härdar vid . Den som kan läsa EKD förstår härdning, sprickbenägenhet och värmebehandling, istället för att bara lära sig dem utantill.
Das (EKD) är kartan där varje stål är placerat. På den horisontella axeln finns halten, på den vertikala temperaturen. Diagrammet säger dig: Vid den här temperaturen och den här kolhalten har ditt stål precis den här mikrostrukturen.
Det rena järnet genomgår två gitteromvandlingar vid uppvärmning. Under 911 °C är det — en mjuk, lättformbar mikrostruktur med kubiskt rymdcentrerat gitter som knappt kan lösa (max 0,02 %). Mellan 911 °C och 1392 °C blir det , ett kubiskt ytcentrerat gitter som tar upp betydligt mer (upp till 2,06 %). Det är just kärnan: är lättlösligt i , men praktiskt taget inte i .
Kyler du ett stål långsamt, vill lämna igen. Vid 723 °C — perlit-temperaturen — sönderfaller till en fin blandning av och (järnkarbid Fe₃C). Denna randiga blandning kallas . Vid 0,8 % ligger den eutektoida punkten: Hela blir på en gång . Under (0,02–0,8 % C) bildas först , resten blir ; över (0,8–2,06 % C) bildas först vid korngränserna, resten blir .
Vid 2,06 % slutar stålområdet och gjutjärnet börjar. Gjutjärn har så mycket att det vid stelning bildas grafit eller ledeburit — därför är det sprött och gjutbart, men inte smidbart.
För dig som svetsare är EKD förklaringen till allt som händer i svetsfogen. Vid värmer stålet över 900 °C — allt blir . Kyls sedan snabbt, hinner inte fällas ut som . Istället slår gittret om tvärt och bildar — glashårt, sprött, sprickbenäget. Ju mer , desto hårdare och farligare .
Därför är två nyckelvärden så viktiga: Kolhalten bestämmer maximal , och kylhastigheten bestämmer hur mycket som faktiskt bildas. Tillsammans förklarar de varför du förvärmer tjocka plåtar och svetsar högkoliska stål bara med försiktighet.