Dəmir-karbon hal diaqramı

Dəmir-karbon hal diaqramı — dəmir tərkibli ərintilərdə faza çevrilmələri ilə müəyən olunan halın qrafiki təsviridir (şəkil). Texniki baxımdan dəmir-karbon kimyəvi birləşməsinin stabil halı olan sementit böyük əhəmiyyət kəsb edir. Diaqramda göstərilmiş A nöqtəsi saf dəmirin böhran nöqtəsidir. Ərinti halında olan dəmir soyuduqda bu nöqtə kristallaşma, qızdırdıqda isə ərimə temperaturunu göstərir (1539 °C). D sementitin aqreqat halını göstərən nöqtədir. ABCD xəttindən yuxarıda maye bir fazalı maye halındadır. Bu xəttə likvidius xətti deyilir. Maye soyuduqda bu xətt üzrə karbonun miqdarndan asılı olaraq kristallar yaranmağa başlayır. AB xətti üzrə Fe bərk məhlulun kristalları alınır. BC xətti boyunca maye ərintidən austenit, CD üzrə isə birinci sementit ayrılır. C nöqtəsində maye eyni zamanda birinci sementit və austenit kristallarının qarışığından ibarət olan ledeburitə ayrılır. Diaqramda bir neçə xarakterik əyrilər (AH, HJB, JE, HN, NJ, GS, PSK, ECF) təsvir olunmuşdur. Bu xətlər temperaturdan asılı olaraq faza çevrilmələrinin səciyyələndirirlər.

Diaqramda faza çevrilmələri

Diaqramın ordinat oxu temperaturu göstərir, absis oxu üzrə isə dəmirin və karbonun konsentrasiyası göstərilmişdir. Burada dəmirin 1536 °C-də fəza mərkəzləşmiş δ dəmir şəklində bərkiməsi verilmişdir. 1392 °C-də dəmir səthi mərkəzləşmiş γ-dəmirə, yəni austenitə çevrilir. 911°-də soyuma nəticəsində o α-dəmirə, yəni ferritə çevrilir. Dəmirin karbonla legirlənməsi nəticəsində ərimə temperaturu aşağı düşür. 4,3% karbon tərkibli ərintidə evtonik temperatur 1147 °C-ə çatır. Austenit sahəsi karbonun əlavə olunması ilə genişləndirilə bilir. 0,16%C tərkibli ərinti üçün 1493 °C-dən yuxarı sahə peritektikumdur. Karbonun austenitdə maksimal həll olunması 2,06% və 1147 °C təşkil edir. Yavaş soyutma zamanı GOS xəttindən aşağıda ferrit/austenit tərkibli iki fazalı sahə mövcud olur. 723 °C-də ferritdə maksimal 0,02% karbon həll oluna bilir. S nöqtəsində 0,8% konsentrasiyalı karbona malik austenitin yavaş soyuması ilə perlit alınır. Perlitin tərkibi incə struktura malik olub, ferrit layları və →karbiddən ibarətdir. Tərkibində 0,8% karbon olan fazadan soyuma zamanı austenitdən öncə sementit və 723 °C-də yenidən perlit alınır. Səthi mərkəzləşdirilmiş qəfəsə malik α-dəmiri və fəza mərkəzləşdirilmiş δ- və γ-dəmirləri 768°-dən yuxarıda paramaqnit xassəlidirlər. α-dəmiri Kurye temperaturundan (768 °C) aşağıda ferromaqnit olurlar. Bu səthi mərkəzləşmiş qəfəsli austenitin fəza mərkəzləşmiş perrit çevrilməsi ilə izah olunur. Tərkibində 0,2%-ə qədər karbon olan texniki dəmirə azkarbonlu →polad deyilir. Tərkibində 0,2÷2,1%-ə qədər karbon olan dəmirə polad deyilir. Karbonun miqdarı artdıqca (2,1÷6,67%) alınan dəmir birləşməsi çuqun adlanır. Dəmir-karbon birləşməsi ən geniş yaylılmış konstruksiya materiallarının mənbəyi hesab olunur. Dəmir hal diaqramı poladların termiki emalında onun strukturunun yaranmasını izah etmək üçün böyük əhəmiyyə malikdir. Digər tərəfdən metal ərintinin tökmə rejimlərinin optimal seçilməsi də bu biliklər əsasında aparılır. Diaqramda metastabil müvazinət halı göstərilsə də, praktikada termiki emal zamanı faza çevrilmələri legirlərin tərkibindən asılı olaraq və çevrilmənin kinematikası ilə dəyişdirilə bilir.

Istinad

Rezo Əliyev. Maşınqayırma leksikonu. I hissə, Bakı: Appostrof nəşriyyatı, 2012, 430 s.