Diagrama Fier Carbon

Diagrama Fier-Carbon este o reprezentare grafică a structurii cristaline a aliajului de fier și carbon, care este principalul component al oțelului. Această diagramă este esențială în industria metalurgică, deoarece arată cum se formează diferite faze și structuri în oțel în funcție de conținutul de carbon și de temperatura de tratare termică.

Compoziție

Oțelul este un aliaj de fier și carbon, cu alte elemente de aliere cum ar fi mangan, siliciu, nichel, crom, etc. Conținutul de carbon în oțel poate varia între 0,2% și 2,1%, iar acesta determină proprietățile mecanice și structurale ale materialului.

Structuri cristaline

Diagrama Fier-Carbon evidențiază diferitele faze și structuri cristaline care se formează în oțel în funcție de temperatura și conținutul de carbon. Cele mai importante faze sunt:

• Ferită alfa (α) – o fază cubică cu structură de corp centrat, stabilă la temperaturi scăzute și cu conținut de carbon redus;
• Cementită – o fază interstițială de compoziție Fe3C, extrem de dură și fragilă;
• Perlita – o structură lamelară formată dintr-o alternanță de ferită și cementită, rezultată din răcirea lentă a oțelului;
• Bainită – o structură granulară formată din ferită și cementită, obținută prin răcire rapidă și revenire la temperaturi medii;
• Martenstită – o structură tetragonală cu conținut ridicat de carbon, obținută prin răcire rapidă.

Utilizare

Diagrama Fier-Carbon este esențială în procesul de tratare termică a oțelului, precum călirea, revenirea și normalizarea, pentru a obține proprietăți mecanice și structurale optime. De asemenea, aceasta este utilizată în proiectarea și dezvoltarea de aliaje metalice pentru diverse aplicații industriale.

În concluzie, Diagrama Fier-Carbon este un instrument fundamental în metalurgie, care ajută la înțelegerea și controlul proceselor de formare a structurilor cristaline în oțel, pentru a obține materiale cu performanțe superioare.