1.Uvod

1.1.Dijagram stanja Fe Fe3C (Metastabilni)

Poto ugljenik moe da se nae u vezanom obliku sa eljezom kao cementit i u slobodnom obliku kao grafit, postoje dva dijagrama stanja:

- metastabilni dijagram stanja sistema elezo cementit (Fe-Fe3C), i

- stabilni dijagram stanja sistema elezo grafit (Fe-CGr).

Metastabilni dijagram stanja je znaajan za izuavanje elika i livenih gvoa kod kojih je ugljenik izdvojen u vidu cementita, dok je stabilni dijagram stanja bitan za livena gvoa kod kojih je ugljenik izdvojen u vidu grafita. Dijagram stanja elezo cementit u koordinatnom sistemu temperatura sadraj ugljenika do 6,67%, odnosno 100% cementita. Legure koje sadre do

2,0% C (ugljenika ) se nazivaju elici, a legure sa vie od 2,0% C - livena gvoa.Slovni simboli kojima se oznaavaju karakteristine take, linije i faze u dijagramu, internacionalno su usvojeni i olakavaju mnoga tumaenja i dogovore. Oznake karakteristinih taaka dijagrama stanja

su date u tabeli 1.

Navedeni podaci o temperaturama i sadraju ugljenika nisu definitivno odreeni, pa se u literaturi mogu da nau razliite vrednosti.

Oznaka take TemperaturaTabela 1. Karakteristine take dijagrama stanja1.2 Karakteristine linije na dijagramu stanja Fe-Fe3C

Linija koja nastaje spajanjem taaka A, B, C i D se naziva likvidus linija (oznaava se sa A5),

iznad koje su sve legure ovog sistema u tenom stanju - rastopu, oznaenom R.

Linija koja se dobija spajanjem taaka A, H, J, E, C i F se naziva solidus linija (oznaava se sa

A4) i predstavlja zavretak procesa kristalizacije. Ispod nje sve legure ovog sistema su u

vrstom stanju.

Izmeu likvidus i solidus linije legure se sastoje iz rastopa i vrste faze koja se izdvaja.

Koliina vrste faze se poveava sa snienjem temperature. Po liniji AB se izdvaja -ferit, po

liniji BC austenit (), a po liniji CD primarni cementit (Fe3C). Kristalizacija vrste faze iz

rastopa je oznaena kao primarna kristalizacija.

Linije SE i PQ predstavljaju solvus linije linije rastvorljivosti ugljenika u austenitu (SE linija),odnosno rastvorljivosti ugljenika u feritu (PQ linija). Poto se sa snienjem temperature

smanjuje rastvorljivost ugljenika u kristalnoj reetki vrstog rastvora i , to se on izdvaja iz

reetke i sa atomima eleza obrazuje cementit. Cementit koji se izdvaja iz austenita po SE

liniji se naziva sekundarni cementit (Fe3C), da bi se razlikovao od primarnog cementita, koji

nastaje iz rastopa. Cementit koji nastaje iz ferita po PQ liniji se oznaava kao tercijarni

cementit (Fe3C).

Vertikalna osa sa lijeve strane dijagrama stanja (100% Fe, 0% C) predstavlja liniju istog

eljeza i na nju su nanijete take A, N i G koje odgovaraju temperaturama njegovih

alotropskih preobraaja, slika 5.1. Vertikalna osa sa desne strane dijagrama stanja je linija

istog cementita (6,67% C) a poloaj take D odgovara priblino njegovoj temperaturi

topljenja. Po liniji ECF se odvija eutektika reakcija na eutektikoj temperaturi (1148 C).

Eutektikom reakcijom se obrazuje mehanika smea koja se sastoji od austenita sa 2,0% C i

primarnog cementita sa 6,67% C.

Ova reakcija se odvija kod svih legura sistema Fe-Fe3C koji sadre vie od 2,0% C. Linija PSK (727 C) je eutektoidna linija - A1, po kojoj se odvija eutektoidni preobraaj austenita sa 0,8% C u mehaniku smeu ferita sa 0,025% C i sekundarnog cementita (Fe3C) sa 6,67% C.

Legura sastava 0,8% C se naziva eutektoidni elik, a eutektoidna reakcija predstavlja reakciju

u vrstom stanju (sekundarna kristalizacija). Naziv eutektoidni ukazuje na analogiju ove

reakcije sa ve opisanom eutektikom reakcijom, pri emu ulogu rastopa preuzima austenit,

ulogu austenita ferit, a ulogu primarnog cementita sekundarni cementit.

Struktura perlita sastoji se iz feritne osnove i cementitne faze u vidu lamela (ploica)

lamelarni perlit, slika 5.7. Osim lamelarnog perlita, moe da se formira zrnasti perlit, ako se

izvede odgovarajua termika obrada. Zrnasti perlit ima veu plastinost, a manju tvrdou od

lamelarnog perlita.

Ispod eutektoidne linije u strukturi elika i gvoa ne moe da se nae austenit, ve perlit koji je nastao njegovim preobraajem. To znai da se, na eutektoidnoj temperaturi, austenit koji je prisutan u ledeburitu I (LI) transformie u perlit, a novonastali ledeburit se naziva ledeburit II (LII).

U odnosu na eutektoidnu taku, elici se dijele na:

- podeutektoidne elike sa sadrajem ugljenika od 0,025 do 0,8%, ija se struktura sastoji iz

ferita i perlita;

- eutektoidni elike sa sadrajem ugljenika od 0,8%, ija se struktura sastoji od 100% perlita;

-nadeutektoidne elike sa sadrajem ugljenika od 0,8 do 2,0%, ija se struktura sastoji od

perlita i sekundarnog cementita.

2. Postupak hlaenja legura sa sadrajem ugljenika od 5,5 %

5,5 %

Legura sa 5,5 % C je nedeutektiko bijelo liveno gvoe koje poinje da ovrnjava na temperaturi likvidus koja iznosi , gdje se iz rastopa izluuju grubih kristala primarnog cementita.Pri padu temperature na uveava se udio primarnog cementita,a okolni rastop se osiromauje ugljikom.Na eutektikoj temperaturi rastopina dostie eutektiki sastav i odvija se eutektika promjena-iz rastopine se stvara lederburit..

Pri daljem padu temperature austenit postaje prezasien ugljenikom, te se prekomjerni ugljenik izluuje kao primarni cementit .Pri opadanju temperature dalje se smanjuje rastvorljivost ugljika u lederburitnom austenitu prema krivoj ES, austenit postaje prezasien ugljikom koji se izluuje kao sekundarni cementit.Prekristalizacija u vrstom stanju zavrava se na eutektoidnoj temperaturi od,gdje iz preostalog austenita eutektoidnog sastava nastaje perlit.Rezultujuu strukturu legure od 5.5%C ine primarni cementit i raspadnuti(transformirani) lederburit.

Od temperature 1250 C dolazi do pojavljivanja prvih centara kristalizacije u datoj leguri sve do temperature 1100 C imamo smjesu austenita.

Od temperature 1100 C do 723 C obrazuje se struktura austenita,ledeburita i sekundarnog cementita.Na temperaturi 723 C daljim hladjenjem nalazi se smjesa perlita, sekundarni cementita i ledeburita. 2.1. Reakcija transformacije u toku hlaenja za 5,5 % C

Od 1590 C 1250 C rastop Od 1250 C 1100 C nalazi se primarni cementit Od 1100 C 723 C nalazi se primarni cementit i raspadnuti(transformirani) lederburit. Daljim hlaenjem ispod temperature 723 C nalazi se primarni cementit i raspadnuti(transformirani) lederburit.2.2. Strukture krive hlaenja na datim temperaturama za:5,5% C

Na temperaturi t1 (1410 C) imamo taljevinu + primarni cementitNa temperaturi t2 (910 C) imamo primarni cementit i raspadnuti(transformirani) lederburit.2.3. Procentualni sastojak ugljika za svaki struktualni sastojak na datim temperaturama (5,5%C)

- za temperaturu 1250 C

- za temperaturu 1100 C

-za temperaturu 732C

3. ZAKLJUAK

Legura sa 5,5 % C je nedeutektiko bijelo liveno gvoe koje poinje da ovrnjava na temperaturi likvidus koja iznosi , gdje se iz rastopa izluuju grubih kristala primarnog cementita.Pri padu temperature na uveava se udio primarnog cementita,a okolni rastop se osiromauje ugljikom.Na eutektikoj temperaturi rastopina dostie eutektiki sastav i odvija se eutektika promjena-iz rastopine se stvara lederburit..

Pri daljem padu temperature austenit postaje prezasien ugljenikom, te se prekomjerni ugljenik izluuje kao primarni cementit .Pri opadanju temperature dalje se smanjuje rastvorljivost ugljika u lederburitnom austenitu prema krivoj ES, austenit postaje prezasien ugljikom koji se izluuje kao sekundarni cementit.Prekristalizacija u vrstom stanju zavrava se na eutektoidnoj temperaturi od,gdje iz preostalog austenita eutektoidnog sastava nastaje perlit.Rezultujuu strukturu legure od 5.5%C ine primarni cementit i raspadnuti(transformirani) lederburit

T(C)1415C

1180C700C600C KRIVA HLAENJA400C ZA 5,5 % UGLJIKA (C) 4. LITERATURA

1.) Dafer Kudumovi: Materijali 1, Izdava, ISBN, Mjesto izdanja, Godina izdanja.

2.) Mainski materijali predavanja dr. Dragan Adamovi

Literatura koritena sa interneta:

http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2003/Lattices/iron.html http://www.sv.vt.edu/classes/MSE2094_NoteBook/96ClassProj/examples/kimcon.html Od temperature 1420 C dolazi do pojavljivanja prvih centara kristalizacije u datoj leguri sve do temperature 1100 C imamo rastop primarnog cementita.

Od temperature 1100 C do 723 C obrazuje se struktura I cementita i lederburita

Na temperaturi 723 C daljim hladjenjem nalazi se smjesa primarnog cementita i raspadnutog(transformiranog) lederburita.

1