철-탄소 위상 다이어그램이란 무엇입니까?

철-탄소 상 다이어그램

철-탄소 위상 다이어그램은 강철과 주철의 서로 다른 위상을 이해하는 데 널리 사용됩니다. 강철과 주철은 모두 철과 탄소의 혼합물입니다. 또한 두 합금 모두 소량의 미량 원소를 포함합니다.
그래프는 매우 복잡하지만 탐구를 Fe3C로 제한하기 때문에 최대 6.67중량%의 탄소에만 집중할 것입니다.
이 철-탄소 상 다이어그램은 X축에 무게별 탄소 농도와 Y축에 온도 눈금으로 표시됩니다.
Fig.는 다양한 종류의 강과 주철의 다양한 구조(가열 및 냉각 동안 얻어짐), 상 및 미시적 구성요소를 묘사한 Fe-C 평형 다이어그램을 보여줍니다. 주요 구조, 다양한 선의 의미 및 임계점에 대해 다음과 같이 설명합니다.

Fe-C-다이어그램의 구조

1. 오스테나이트
오스테나이트는 감마철에 유리탄소(페라이트)와 철의 고용체입니다. 강철을 가열하면 임계 상한 온도 이후에 조직의 형성이 단단하고 연성이며 비자성인 오스테나이트로 완료됩니다.
그것은 많은 양의 탄소를 녹일 수 있습니다. 강철의 가열 및 냉각 동안 임계 또는 전달 범위 사이에 있습니다. 강철이 1130°C에서 최대 1.8%의 탄소를 함유할 때 형성됩니다. 723°C 이하로 냉각되면 펄라이트와 페라이트로 변하기 시작합니다. 오스테나이트계 강은 일반적인 열처리 방법으로 경화될 수 없으며 비자성입니다.

2. 페라이트
페라이트는 철에 탄소를 거의 또는 전혀 포함하지 않습니다. 부드럽고 연성이 있는 순철 결정체에 붙여진 이름입니다. 임계 온도 이하로 저탄소강을 천천히 냉각시키면 페라이트 조직이 생성됩니다. 페라이트는 급속 냉각해도 경화되지 않습니다. 그것은 매우 부드럽고 높은 자기입니다.

3. 시멘타이트
시멘타이트는 탄소와 철의 화합물이며 철 탄화물(Fe3C)로 알려져 있습니다. 탄소가 6.67%인 주철은 시멘타이트의 완전한 구조를 가지고 있습니다. 유리 시멘타이트는 0.83% 이상의 탄소를 함유한 모든 강철에서 발견됩니다. Fe-C 평형 다이어그램에 반영된 바와 같이 탄소 %가 증가함에 따라 증가합니다. 그것은 매우 어렵습니다.
주철의 경도와 취성은 시멘타이트의 존재로 인한 것으로 여겨집니다. 인장 강도를 감소시킵니다. 이것은 탄소가 본질적으로 극도로 단단한 탄화철의 형태로 철과 명확한 결합을 형성할 때 형성됩니다. 주철의 취성 및 경도는 주로 그 안에 있는 시멘타이트의 존재에 의해 제어됩니다. 200°C 이하에서는 자성입니다.

4. 펄라이트
펄라이트는 페라이트와 시멘타이트의 공석 합금입니다. 특히 페라이트와 시멘타이트가 87:13 비율로 혼합된 형태의 중탄소강 및 저탄소강에서 발생합니다. 철 재료에서 펄라이트의 비율에 따라 경도가 증가합니다.
펄라이트는 비교적 강하고 단단하며 연성이 있는 반면 페라이트는 약하고 연하며 연성이 있습니다. 밝고 어두운 판으로 구성되어 있습니다.
이 층은 교대로 페라이트와 시멘타이트입니다. 현미경으로 보면 표면이 진주처럼 보이기 때문에 펄라이트라고 합니다. 경강은 펄라이트와 시멘타이트의 혼합물이고 연강은 페라이트와 펄라이트의 혼합물입니다.
탄소 함량이 0.8% 탄소 이상에서 오스테나이트 방울에서 페라이트가 처음 거부되는 온도에서 0.2%를 초과하여 증가함에 따라 자유 페라이트가 오스테나이트에서 거부되지 않습니다. 이 강을 공석강이라고 하며 조성이 펄라이트 조직입니다.
다양한 %의 탄소(최대 6%)를 갖는 철을 가열 및 냉각함에 따라 선을 나타내는 다음 단계는 철의 구조와 전하를 알려줍니다.

 

변환 라인의 중요성

1. 라인 ABCD
ABCD 선은 이 선 위에서 철을 가열하는 동안 용융이 완료되었음을 나타냅니다. 용융 금속은 순전히 액상 형태입니다. 이 선 아래 및 선 AHJECF 위의 금속은 부분적으로는 고체이고 부분적으로는 액체입니다.
고체 금속은 오스테나이트로 알려져 있습니다. 따라서 선 ABCD는 용융이 완료된 것으로 간주되는 온도를 나타냅니다. 이 선을 넘어서면 금속은 완전히 용융된 상태입니다. 용융 온도는 탄소 함량에 따라 달라지는 수평선이 아닙니다.

2. 라인 AHJECF
이 선은 금속이 이 온도에서 녹기 시작한다는 것을 알려줍니다. 이 선은 수평이 아니므로 용융 온도는 탄소 함량에 따라 변합니다. 이 선 아래 및 선 GSEC 위의 금속은 고체 형태이며 오스테나이트 구조를 가지고 있습니다.

3. 라인 PSK
이 선은 723°C 부근에서 발생하는 수평선으로 이 선에서 강의 변태가 시작되기 때문에 하임계온도선으로 알려져 있다. 탄소 %는 탄소의 다른 %를 갖는 강철이 동일한 온도에서 변형된다는 것을 의미하므로 영향을 미치지 않습니다.
GSE까지의 라인 위의 범위를 변환 범위라고 합니다. 이 라인은 탄소가 최대 0.8%에서 최대 0.8%인 강철이 가열하는 동안 페라이트와 펄라이트에서 오스테나이트로 변태하기 시작할 것임을 알려줍니다.

4. 라인 ECF
온도 1130°C에서 선은 C의 %가 2%에서 4.3%인 주철에 대해 알려줍니다. 이 선 아래 및 선 SK 위에서 주철은 오스테나이트 + ledeburite 및 Cementite + ledeburite를 갖습니다.