Діаграма залізо-вуглець (EKD)
Карта сталей: що насправді відбувається під час нагрівання й охолодження
AI generated Діаграма залізо- — найважливіша карта матеріалознавства. Вона показує тобі, яку структуру має сталь за певної температури й певного вмісту вуглецю — а отже, чому шов під час твердне. Хто читає EKD, той розуміє зміцнення, схильність до тріщин і термообробку, а не просто завчає їх напам'ять.
Діаграма (EKD) — це карта, на якій розміщено кожну сталь. На горизонтальній осі — вміст , на вертикальній — температура. Діаграма підказує тобі: за цієї температури й цього вмісту C твоя сталь має саме таку структуру.
Чисте залізо під час нагрівання проходить дві перебудови ґратки. Нижче 911 °C це — м'яка, добре деформівна структура з об'ємноцентрованою кубічною ґраткою, яка майже не може розчинити (максимум 0,02 %). Між 911 °C і 1392 °C з нього утворюється — гранецентрована кубічна ґратка, яка приймає значно більше (до 2,06 %). Саме в цьому й річ: добре розчиняється в , а у — практично ні.
Якщо ти повільно охолоджуєш сталь, хоче знову вийти з . За 723 °C — температури перліту — розпадається на дрібну суміш з та (карбіду заліза Fe₃C). Ця смугаста суміш називається . За 0,8 % лежить евтектоїдна точка: весь одразу перетворюється на . Нижче (0,02–0,8 % C) спершу утворюється , решта стає ; вище (0,8–2,06 % C) спочатку по границях зерен виділяється , решта стає .
За 2,06 % зона сталі закінчується й починається чавун. У чавуні так багато , що під час затвердіння утворюється графіт або ледебурит — тому він крихкий і ливарний, але не кується.
Для тебе як зварника EKD — це пояснення всього, що відбувається у шві. Під час нагріває сталь понад 900 °C — усе стає . Якщо потім швидко охолоджується, не встигає виділитися як . Натомість ґратка різко перебудовується й утворює — твердий як скло, крихкий, схильний до тріщин. Чим більше , тим твердіший і небезпечніший .
Тому два показники такі важливі: вміст вуглецю визначає максимальну , а швидкість охолодження визначає, скільки її насправді утвориться. Обидва разом пояснюють, чому ти підігріваєш товсті листи й зварюєш високовуглецеві сталі тільки з обережністю.