، شبکه آموزشی پژوهشی دانشجویان مادسیجایران

Madsg.com

!!مادسیج یعنی دهکده علم و دانش ایران

آهن تعادلي آهن نمودار تعادلي نموداروكربنوكربنFE-CFE-C

: راهنما :استاد راهنما استاد

ايماني ايماني مهندس مهندس

: تدوين و :تهيه تدوين و تهيه

پرتونيا پرتونيا علي علي

INTRODUCTIONINTRODUCTION

از گروهي از فوالدها گروهي - آلآلفوالدها بيشترين كه ديگرند وعناصر كربن آهن - ياژهاي بيشترين كه ديگرند وعناصر كربن آهن ياژهايص در را ص كاربرد در را . ننكاربرد كاربرد فوالدها كه داليلي مهمترين از يكي دارند . عت كاربرد فوالدها كه داليلي مهمترين از يكي دارند عت

روشهاي وسيله به توان مي كه است اين دارند صنعت در روشهاي زيادي وسيله به توان مي كه است اين دارند صنعت در زياديدر را گوناگون خواص از وسيعي طيف حرارتي عملياتهاي در مختلف را گوناگون خواص از وسيعي طيف حرارتي عملياتهاي مختلف

وجود به وجود فوالدها به ورد.ورد.آ آ فوالدهافوالدي اگر مثال عنوان فوالدي به اگر مثال عنوان مدت 8/08/0ا ا بببه به را كربن مدت درصد به را كربن در 2424درصد در ساعت ساعت

طول 10001000 در آهستگي به سپس و دهيم حرارت گراد سانتي طول درجه در آهستگي به سپس و دهيم حرارت گراد سانتي درجهدماي 2424 به را آن دماي ساعت به را آن كنيم 2525ساعت وسرد برسانيم سانتيگراد كنيم درجه وسرد برسانيم سانتيگراد درجه

تسليم استحكام داراي يادشده فوالد تسليم آنگاه استحكام داراي يادشده فوالد خواهد 448448آنگاه پاسكال خواهد مگا پاسكال مگادماي. در ساعت يك را فوالد همان اگر حال دماي. بود در ساعت يك را فوالد همان اگر حال درجه درجه 10001000بود

تا آب وسيله به را آن سريع خيلي سپس و دهيم حرارت تا سانتيگراد آب وسيله به را آن سريع خيلي سپس و دهيم حرارت سانتيگرادگراد 2525دماي دماي سانتي گراد درجه سانتي کنیم درجه کنیم سرد ياد سرد فوالد تسليم استحكام ياد آنگاه فوالد تسليم استحكام آنگاه

تا تا شده تا 20702070شده پذيري انعطاف و يافته افزايش پاسكال تا مگا پذيري انعطاف و يافته افزايش پاسكال درصد درصد 11مگا. يابد مي .كاهش يابد مي كاهش

از ناشي فوالدها وسيع كاربرد كه رسيد نتيجه اين به توان مي از پس ناشي فوالدها وسيع كاربرد كه رسيد نتيجه اين به توان مي پسودرصد كربن درصد تغيير كمك به كه آنهاست متنوع كامأل ودرصد خواص كربن درصد تغيير كمك به كه آنهاست متنوع كامأل خواص

. است پذير امكان حرارتي عمليات نوع تغيير ويا آلياژي .عناصر است پذير امكان حرارتي عمليات نوع تغيير ويا آلياژي عناصر

-Fe-Fe))كربنكربن آهن-آهن- نمودارتعادلينمودارتعادليCC)) ::

توان مي آن كمك به كه است راهنمايي كربن آهن تعادلي توان نمودار مي آن كمك به كه است راهنمايي كربن آهن تعادلي نمودار . شكل كرد ومطالعه بررسي را حرارتي عمليات مختلف . روشهاي شكل كرد ومطالعه بررسي را حرارتي عمليات مختلف روشهاي

صفر 11شماره شماره از كربن مختلف درصدهاي براي را كربن آهن صفر نمودار از كربن مختلف درصدهاي براي را كربن آهن نمودار. 77تا تا ديگر عناصر و كربن آهن آلياژهاي فوالدها ميدهد نشان . درصد ديگر عناصر و كربن آهن آلياژهاي فوالدها ميدهد نشان درصد

از كمتر داراي كه از بوده كمتر داراي كه . 22بوده از قسمتي بنابراين هستند كربن . درصد از قسمتي بنابراين هستند كربن درصداز كمتر داراي كه از نمودار كمتر داراي كه را 22نمودار اهميت بيشترين است كربن را درصد اهميت بيشترين است كربن درصد

. از بيشتر كه آلياژهايي دارد فوالدها حرارتي عمليات . درباره از بيشتر كه آلياژهايي دارد فوالدها حرارتي عمليات درصد درصد 22درباره. اند موسوم چدن به باشند داشته .كربن اند موسوم چدن به باشند داشته كربن

شماره شماره شكل بين . 11شكل تعادل ممتد، خط است دونمودار شامل واقع بين . در تعادل ممتد، خط است دونمودار شامل واقع درسمنيت و آهن مختلف سمنيت فازهاي و آهن مختلف بين ((Fe3-CFe3-C))فازهاي تعادل منقطع خط بين و تعادل منقطع خط و

. كند مي مشخص را آزاد كربن يا وگرافيت آهن مختلف .فازهاي كند مي مشخص را آزاد كربن يا وگرافيت آهن مختلف فازهايفوالدها – حرارتي عمليات بررسي و مطالعه جهت سمنيت فوالدها – نمودارآهن حرارتي عمليات بررسي و مطالعه جهت سمنيت نمودارآهن

براساس بيشتر چدنها حرارتی عملیات مقابل در و براساس مناسبتراست بيشتر چدنها حرارتی عملیات مقابل در و مناسبتراست. - است استوار گرافيت آهن .نمودار - است استوار گرافيت آهن نمودار

شماره شماره شكل 11شكل

وخواصآهن ساختارساختار وخواصآهن بلوري بلوريخالص:خالص:

. يك فشار در كه معني بدين است شكلي چند عنصري . آهن يك فشار در كه معني بدين است شكلي چند عنصري آهن . كند مي تغيير آهن بلوري شبكه دما افزايش با . اتمسفر كند مي تغيير آهن بلوري شبكه دما افزايش با اتمسفر

بلوري هاي شبكه پايداري به مربوط حرارتي هاي بلوري گستره هاي شبكه پايداري به مربوط حرارتي هاي گسترهچپ سمت در عمودي محور روي بر آهن چپ مختلف سمت در عمودي محور روي بر آهن مختلف

. است شده داده . نمودارنشان است شده داده نمودارنشان

: آهن هاي :آلوتروپ آهن هاي آلوتروپ

آهن يا آلفا آهن آهن يا آلفا آهنفريتيفريتي

آهن يا گاما آهن آهن يا گاما آهنييتنیتتنیتآسآس

دلتا دلتا آهن آهن

: آلفا :آهن آلفا آهن

. : اين باشد مي آهن هاي آلوتروپ از يكي فريتي آهن يا آلفا . آهن : اين باشد مي آهن هاي آلوتروپ از يكي فريتي آهن يا آلفا آهندماي از دماي آلوتروپ از تا- 273273آلوتروپ گراد سانتي تا- درجه گراد سانتي گراد 912912درجه سانتي گراد درجه سانتي درجه

پر . مركز با مكعبي بلوري ساختمان داراي آلوتروپ اين است پر . پايدار مركز با مكعبي بلوري ساختمان داراي آلوتروپ اين است پايدارفرومغناطيس. ((b.c.cb.c.c))است است آلفا آهن شبكه فرومغناطيس. ثابت آلفا آهن شبكه انگستروم انگستروم 86/286/2ثابت

شبكه . در واحد اتمهاي كل جمع شبكه . است در واحد اتمهاي كل جمع اتم b.c.cb.c.cاست يك با است اتم برابر يك با است برابراز عالوه به مكعب مركز از در عالوه به مكعب مركز برابر 88در كه هاست گوشه در موجود برابر اتم كه هاست گوشه در موجود اتم

22 . شود مي . اتم شود مي اتمدماي آلفا، تا دماي آهن آلفا، تا اين 770770آهن واز دارد آهنربايي خاصيت سانتيگراد اين درجه واز دارد آهنربايي خاصيت سانتيگراد درجه

دماي تا باالتر دماي دما تا باالتر دست 912912دما از را خود خاصيت اين سانتيگراد دست درجه از را خود خاصيت اين سانتيگراد درجه . دماي دهد . مي دماي دهد است . 770770مي موسوم كوري دماي به سانتيگراد است . درجه موسوم كوري دماي به سانتيگراد درجه

بلوري شبكه با بلوري آهن شبكه با ندارد b.c.cb.c.cآهن آهنربايي خاصيت ندارد كه آهنربايي خاصيت كهاست( .912912--770770 ) ) موسوم بتا آهن است( .به موسوم بتا آهن به

شبكه شبكه در اتم b.c.cb.c.cدر با اند گرفته قرار رئوس در كه اتمهايي اتم فاصله با اند گرفته قرار رئوس در كه اتمهايي فاصلهيا اصلي قطر نصف با برابر يا مركزي اصلي قطر نصف با برابر شماره . ) مركزي شكل شماره . ) است شكل (. (. 22است

شماره شماره شكل 22شكل

: گاما :آهن گاما آهن

دردماي كه باشد مي آهن هاي آلوتروپ از ديگر دردماي يكي كه باشد مي آهن هاي آلوتروپ از ديگر 13941394تا تا 912912يكي . ساختمان داراي آلوتروپ اين است پايدار سانتيگراد . درجه ساختمان داراي آلوتروپ اين است پايدار سانتيگراد درجه

است دار مركز سطوح با مكعبي است بلوري دار مركز سطوح با مكعبي شبكه . ((f.c.cf.c.c))بلوري شبكه . ثابت ثابتگاما گاما آهن شبكه 56/356/3آهن ثابت از بزرگتر بنابراين است شبكه انگستروم ثابت از بزرگتر بنابراين است انگستروم

بيشتر آلفا آهن از آهن اين چگالي دليل همين به است آلفا بيشتر آهن آلفا آهن از آهن اين چگالي دليل همين به است آلفا آهن . در. واحد اتمهاي كل جمع ندارد آهنربايي خاصيت گاما آهن . است در. واحد اتمهاي كل جمع ندارد آهنربايي خاصيت گاما آهن است

با f.c.cf.c.cشبكه شبكه با براست عالوه 88از از 1/81/8براست به رئوس در عالوه اتم به رئوس در 66از از 1/21/2 اتممجموعأ كه دارد وجود وجوه از يك هر مركز كه مجموعأ اتمي كه دارد وجود وجوه از يك هر مركز كه مي 44اتمي مي اتم اتم

شود.شود.

شبكه شبكه در برابر f.c.cf.c.cدر يكديگر از همسايه اتمهاي مراكز برابر فاصله يكديگر از همسايه اتمهاي مراكز فاصلهشماره) استاست شماره) شكل (.(.33شكل

شماره شماره شكل 33شكل

: دلتا :آهن دلتا آهن

ممكن كه است فازي آخرين و آهن هاي آلوتروپ ديگراز ممكن يكي كه است فازي آخرين و آهن هاي آلوتروپ ديگراز يكي . دماي از آلوتروپ اين باشد داشته وجود خالص آهن در . است دماي از آلوتروپ اين باشد داشته وجود خالص آهن در است

يعني 13941394 خالص آهن ذوب نقطه تا سانتيگراد يعني درجه خالص آهن ذوب نقطه تا سانتيگراد 15381538درجهاست . پايدار گراد سانتي است .درجه پايدار گراد سانتي درجه

است ) آلفا آهن با مشابه بلوري ساختار داراي آلوتروپ است )اين آلفا آهن با مشابه بلوري ساختار داراي آلوتروپ ( ( b.c.cb.c.cاين..

دلتا . آهن شبكه ثابت است آهنربايي خاصيت داراي دلتا دلتا . آهن آهن شبكه ثابت است آهنربايي خاصيت داراي دلتا آهن . با برابر دلتا آهن شبكه ثابت است آلفا آهن از بزرگتر . اندكي با برابر دلتا آهن شبكه ثابت است آلفا آهن از بزرگتر اندكي

93/293/2. است .انگستروم است انگستروم

: آلياژشدن :مكانيزم آلياژشدن مكانيزم

درحالت مربوطه فلزات كردن مخلوط با فلزي آلياژهاي درحالت معموأل مربوطه فلزات كردن مخلوط با فلزي آلياژهاي معموأل. گيرند مي شكل .مذاب گيرند مي شكل مذاب

از : عبارتند سازي آلياژ براي متداول از :دومكانيزم عبارتند سازي آلياژ براي متداول دومكانيزماتمها- 11 اتمها- جانشيني جانشينياتمها- 22 نشيني اتمها- بين نشيني بين

مي منتقل ديگر شبكه به اتمي شبكه يك از اتمها اول مكانيزم مي در منتقل ديگر شبكه به اتمي شبكه يك از اتمها اول مكانيزم درسيستم از توان مي نمونه عنوان به سيستم شوند از توان مي نمونه عنوان به در cu-nicu-niشوند كه برد در نام كه برد نام

. براي شوند مي عوض هم با مس و نيكل اتمهاي جاي . آن براي شوند مي عوض هم با مس و نيكل اتمهاي جاي آنعناصر اتمهاي اندازه اختالف است الزم نشيني بين عناصر مكانيزم اتمهاي اندازه اختالف است الزم نشيني بين مكانيزم

آهن به كربن اتم اندازه نسبت مثال براي باشد زياد آهن آلياژي به كربن اتم اندازه نسبت مثال براي باشد زياد آلياژي. 3030بهبه11برابربرابر در كربن اتمهاي نشيني بين دليل همين به . است در كربن اتمهاي نشيني بين دليل همين به است

است . راحت خيلي آهن اتمي است .شبكه راحت خيلي آهن اتمي شبكه

: آهن براجزاي كربن :تاثير آهن براجزاي كربن تاثير

فلزي بودن آلوتروپيك عليرغم خالص آهن وصنعتي نظرمهندسي فلزي از بودن آلوتروپيك عليرغم خالص آهن وصنعتي نظرمهندسي از . كه است آهن براي اصلي آلياژي عنصر كربن است مصرف . بي كه است آهن براي اصلي آلياژي عنصر كربن است مصرف بياي ماده به وآنرا بخشد مي اهميت آن بودن آلوتروپيك پديده اي به ماده به وآنرا بخشد مي اهميت آن بودن آلوتروپيك پديده به

كند . مي تبديل فوالد نام كند .به مي تبديل فوالد نام به

آهن فازهاي روي بر مهمي بسيار اثرات آهن به كربن كردن آهن اضافه فازهاي روي بر مهمي بسيار اثرات آهن به كربن كردن اضافه . بارز هاي مشخصه جمله از دارد آنها تعادلي دماهاي . وهمچنين بارز هاي مشخصه جمله از دارد آنها تعادلي دماهاي وهمچنين

توانايي تفاوت از است عبارت كربن آهن تعادلي توانايي نمودار تفاوت از است عبارت كربن آهن تعادلي نمودارآلفا . f.c.cf.c.cو و b.c.cb.c.cآهنهايآهنهاي آهن در كربن است كربن انحالل آلفا . در آهن در كربن است كربن انحالل در

. شود مي حل گاما آهن در كامأل ولي است نامحلول . تقريبأ شود مي حل گاما آهن در كامأل ولي است نامحلول تقريبأ ) شبكه ) در اتمها بين فضاي نشيني بين ( مكانهاي شبكه ) در اتمها بين فضاي نشيني بين به f.c.cf.c.cمكانهاي به نسبت نسبت

. b.c.cb.c.cشبكه شبكه اين است مناسبتر كربن اتمهاي نشيني بين . براي اين است مناسبتر كربن اتمهاي نشيني بين برايشبكه در خالي جاهاي بودن بزرگ به شبكه برتري در خالي جاهاي بودن بزرگ به مي f.c.cf.c.cبرتري مي مربوط مربوط

شود.شود.

كردن ازاضافه حاصل كردن فازهاي ازاضافه حاصل فازهايكربن:كربن:

11: :آستنيت- آستنيت- شبكه با آهن در كربن نشيني بين جامد محلول از است عبارت شبكه آستنيت با آهن در كربن نشيني بين جامد محلول از است عبارت آستنيت

دار مركز وجوه با مكعبي دار بلوري مركز وجوه با مكعبي ..((f.c.cf.c.c))بلوريپايداري و تشكيل آستنيتي، ناحيه آهن بلوري شبكه در شدن وارد با پايداري كربن و تشكيل آستنيتي، ناحيه آهن بلوري شبكه در شدن وارد با كربن

. آستنيت در كربن حالليت حداكثر ميدهد گسترش فوالدها در را . آستنيت آستنيت در كربن حالليت حداكثر ميدهد گسترش فوالدها در را آستنيتدماي دماي در به 11481148در كه است گراد سانتي به درجه كه است گراد سانتي .11/211/2درجه رسد مي .درصد رسد مي درصد

بلوري بلوري درشبكه . f.c.cf.c.cدرشبكه اين دارد وجود نشيني بين خالي فضاي نوع . دو اين دارد وجود نشيني بين خالي فضاي نوع دواند ) موسوم چهاروجهي و وجهي هشت به اند )فضاها موسوم چهاروجهي و وجهي هشت به شماره فضاها شماره شكل اتم( اتم( 44شكل

داراي گيرد قرار وجهي هشت فضاي يك در اگر داراي كربن گيرد قرار وجهي هشت فضاي يك در اگر آهن 1616كربن آهن اتم اتمداراي گيرد قرار چهاروجهي فضاي يك واگردر خود داراي درمجاور گيرد قرار چهاروجهي فضاي يك واگردر خود اتم اتم 1414درمجاور

. است قادر وجهي هشت فضاي يك بود خواهد خود مجاور در . آهن است قادر وجهي هشت فضاي يك بود خواهد خود مجاور در آهنشعاع به شعاع اتمي به )52/052/0اتمي )انگستروم درحالي( . nmnm052/0052/0انگستروم دهد جاي درخود درحالي( . را دهد جاي درخود را

شعاع به اتمي تواند مي وجهي چهار فضاي يك شعاع كه به اتمي تواند مي وجهي چهار فضاي يك 28/028/0كه. nmnm028/0028/0انگستروم)انگستروم) اتمي( شعاع اينكه به توجه با بپذيرد درخود . را اتمي( شعاع اينكه به توجه با بپذيرد درخود را

با برابر با كربن برابر )7/07/0كربن )انگستروم وجهي( nmnm07/007/0انگستروم هشت فضاي پس وجهي( است، هشت فضاي پس است، جاي درخود را كربن اتمهاي تواند مي چهاروجهي فضاهاي از تر جاي راحت درخود را كربن اتمهاي تواند مي چهاروجهي فضاهاي از تر راحت

دهد .دهد .

شماره شماره شكل 44شكل

كردن ازاضافه حاصل كردن فازهاي ازاضافه حاصل فازهايكربن:كربن:

22: :فريت- فريت- دار مركز مكعب بلوري شبكه با آهن در كربن نشيني بين جامد دار محلول مركز مكعب بلوري شبكه با آهن در كربن نشيني بين جامد به به ((b.c.cb.c.c))محلول

. است موسوم .فريت است موسوم فريتفريتي آهن در كربن فريتي حالليت آهن در كربن آستنيتي ((b.c.cb.c.c))حالليت آهن در آن حالليت از كمتر مراتب آستنيتي به آهن در آن حالليت از كمتر مراتب به

((f.c.cf.c.c)) . حداكثر فريت در كربن حالليت حد كه طوري به حداكثر . است فريت در كربن حالليت حد كه طوري به در 02/002/0است در درصد درصدودر 727727 يافته كاهش پيوسته طور دمابه باكاهش كه است سانتيگراد ودر درجه يافته كاهش پيوسته طور دمابه باكاهش كه است سانتيگراد درجه

. رسيد خواهد مقدارناچيزي به اتاق .دماي رسيد خواهد مقدارناچيزي به اتاق دمايشبكه با آهن با شبكه مشابه با آهن با باشبكه f.c.cf.c.cمشابه آهن باشبكه در آهن نشيني b.c.cb.c.cدر بين فضاي نوع دو نشيني نيز بين فضاي نوع دو نيز

شماره . ) شكل دارد وجود وجهي چهار ديگري و وجهي هشت شماره . ) يكي شكل دارد وجود وجهي چهار ديگري و وجهي هشت از(. از(. 55يكيحد اند، آستنيت از كوچكتر بسيار فريت در نشيني بين فضاهاي كه حد آنجايي اند، آستنيت از كوچكتر بسيار فريت در نشيني بين فضاهاي كه آنجايي

هشت . فضاي يك درفريت است آستنيت از كمتر بسيار فريت در كربن هشت . حالليت فضاي يك درفريت است آستنيت از كمتر بسيار فريت در كربن حالليتشعاع به اتمي ميتواند شعاع وجهي به اتمي ميتواند تواند 19/019/0وجهي مي چهاروجهي فضاي ويك تواند آنگستروم مي چهاروجهي فضاي ويك آنگستروم

شعاع به شعاع اتمي به كه . 35/035/0اتمي ذكراست به الزم دهد جاي درخود را كه . انگستروم ذكراست به الزم دهد جاي درخود را انگستروماتم يك كه هنگامي بنابراين و نيستند متقارن فريت در وجهي هشت اتم فضاهاي يك كه هنگامي بنابراين و نيستند متقارن فريت در وجهي هشت فضاهايجا جابه شديدا را فاصله با اتمهاي فقط گيرد قرار يادشده فضاهاي در جا كربن جابه شديدا را فاصله با اتمهاي فقط گيرد قرار يادشده فضاهاي در كربن

. اتمهاي فريت در كه است شده مشخص را فاصله با اتمها ونه كند . مي اتمهاي فريت در كه است شده مشخص را فاصله با اتمها ونه كند ميانبساط بنابراين گيرندو قرار وجهي هشت فضاهاي در كه ميدهند ترجيح انبساط كربن بنابراين گيرندو قرار وجهي هشت فضاهاي در كه ميدهند ترجيح كربن

. آورند مي وجود به شبكه در .زيادي آورند مي وجود به شبكه در زيادي

شماره شماره شکل 55شکل

كردن ازاضافه حاصل كردن فازهاي ازاضافه حاصل فازهايكربن:كربن:

33) ( سمانيت- آهن (كاربيد ( سمانيت- آهن كاربيدآستنيت در آن حالليت حد از بيشتر فوالدها در كربن درصد كه صورتي آستنيت در در آن حالليت حد از بيشتر فوالدها در كربن درصد كه صورتي دروجود به سمانيت يا آهن كاربيد به موسوم جديدي فاز باشد فريت يا وجود و به سمانيت يا آهن كاربيد به موسوم جديدي فاز باشد فريت يا و

فريب . جامد محلولهاي از متفاوت كامأل فازي آهن كاربيد آيد فريب . مي جامد محلولهاي از متفاوت كامأل فازي آهن كاربيد آيد ميو . كربن اتم يك ومشخص ثابت نسبت با تركيبي فاز اين است و . وآستنيت كربن اتم يك ومشخص ثابت نسبت با تركيبي فاز اين است وآستنيت

داراي كه است آهن اتم داراي سه كه است آهن اتم نشان 67/667/6سه صورت به و بوده كربن نشان درصد صورت به و بوده كربن درصد. شود مي .داده شود مي داده

جهت مختلفي وروشهاي است پيچيده بسيار سمنتيت بلوري جهت ساختار مختلفي وروشهاي است پيچيده بسيار سمنتيت بلوري ساختارشماره شكل در را ازآنها يكي كه دارد وجود آن ترسيمی شماره نمايش شكل در را ازآنها يكي كه دارد وجود آن ترسيمی 66نمايش

سمنتيت . كنيد مي مشاهده شكل اين در همچنانكه كنيد مي سمنتيت . مشاهده كنيد مي مشاهده شكل اين در همچنانكه كنيد مي مشاهدهشبكه پارامترهاي با مستطيل مكعب بلوري شبكه شبكه داراي پارامترهاي با مستطيل مكعب بلوري شبكه a=0/452 a=0/452داراي

nmnm و وb=0/509 nmb=0/509 nm و وc=0/674 nmc=0/674 nm . سمنيت شبكه واحد سمنيت . است شبكه واحد استو 1212داراي داراي آهن و اتم آهن .44اتم است كربن .اتم است كربن اتم

و . كربن ديگر بيان به است فلزي كامأل آهن اتمهاي بين پيوند سمانتيت و . در كربن ديگر بيان به است فلزي كامأل آهن اتمهاي بين پيوند سمانتيت دربه كه است شرايط اين ومجموع كنند مي عمل فلزات شبيه دو هر به آهن كه است شرايط اين ومجموع كنند مي عمل فلزات شبيه دو هر آهن

. دهد مي فلزي وجالي وحرارتي الكتريكي هدايت خوب خواص .سمنيت دهد مي فلزي وجالي وحرارتي الكتريكي هدايت خوب خواص سمنيت

درحدود سمانتيت ذوب درحدود دماي سمانتيت ذوب و 12501250دماي است سانتيگراد و درجه است سانتيگراد درجهبه پايين دماهاي در ولي ندارد آلوتروپيك تغييرات آهن به برخالف پايين دماهاي در ولي ندارد آلوتروپيك تغييرات آهن برخالف

حرارت اثر در اما بوده آهنربايي خاصيت داراي كم بسيار حرارت مقدار اثر در اما بوده آهنربايي خاصيت داراي كم بسيار مقدارتا تا دادن از 217217دادن را خود آهنربايي خاصيت گراد سانتي از درجه را خود آهنربايي خاصيت گراد سانتي درجه

( از . بيشتر باالست بسيار سمنتيت سختي دهد مي ) دست از . بيشتر باالست بسيار سمنتيت سختي دهد مي 800800دست . ) است( ) صفر عمأل كم العاده فوق آن پذيري انعطاف و ( . برینل است( ) صفر عمأل كم العاده فوق آن پذيري انعطاف و برینلشبكه پيچيده ساختار از ناشي شده ياد خواص كه است شبكه بديهي پيچيده ساختار از ناشي شده ياد خواص كه است بديهي

(. شماره شکل است سمنتيت .) بلوري شماره شکل است سمنتيت ((66بلوري

شده تجزيه خاصي شرايط تحت و است ناپايدار تركيبي شده سمانتيت تجزيه خاصي شرايط تحت و است ناپايدار تركيبي سمانتيت. ) ( كند مي توليد گرافيت آزاد كربن .و ) ( كند مي توليد گرافيت آزاد كربن و

شماره شماره شکل 66شکل

براساس فوالدها بندي براساس دسته فوالدها بندي دسته: كربن :درصد كربن درصد

فريت، فاز سه تنها فوالد در شد بحث نيز قبأل كه فريت، همانگونه فاز سه تنها فوالد در شد بحث نيز قبأل كه همانگونهعمليات نوع به بسته ولي دارد وجود سمانتيت عمليات آستنيت، نوع به بسته ولي دارد وجود سمانتيت آستنيت،

. باشد داشته وجود تواند مي متفاوتي .ساختارهاي باشد داشته وجود تواند مي متفاوتي ساختارهاي هيپواتكتوئيد هيپواتكتوئيد فوالدهاي از: فوالدهاي كمتر كه هستند از: فوالدهايي كمتر كه هستند درصد درصد 8/08/0فوالدهايي

. دارند .كربن دارند كربنشماره ) شماره ) شكل ((77شكل

اتكتوئيد اتكتوئيد فوالدهاي تقريبأ: فوالدهاي كه است كربني تقريبأ: فوالد كه است كربني درصد درصد 77/077/0فوالدشماره ) شكل دارند شماره ) كربن شكل دارند ((77كربن

هيپراتكتوئيد هيپراتكتوئيد فوالدهاي تقريبأ: فوالدهاي فوالد تقريبأ: اين فوالد تا 8/08/0اين تا درصد درصد درصد 22درصدشماره ) شكل دارد شماره ) كربن شكل دارد ((77كربن

شماره شماره شكل 77شكل

: بحراني :دماهاي بحراني دماهايآهن تعادلي نمودار در مختلف فازي نواحي بين هاي مشترك آهن فصل تعادلي نمودار در مختلف فازي نواحي بين هاي مشترك فصلكه اند مختلفي دگرگونيهاي تعادلي دماي كننده مشخص كه كربن اند مختلفي دگرگونيهاي تعادلي دماي كننده مشخص كربن

. دگرگوني – دماهاي شود انجام كربن آهن آلياژهاي در است . ممكن دگرگوني – دماهاي شود انجام كربن آهن آلياژهاي در است ممكنتغييراتي كه دماهايي وعبارتنداز اند موسوم بحراني دماهاي به تغييراتي اغلب كه دماهايي وعبارتنداز اند موسوم بحراني دماهاي به اغلبمالحظه سرمايش يا دراثرگرمايش نمونه حجم يا و حرارت انتقال مالحظه در سرمايش يا دراثرگرمايش نمونه حجم يا و حرارت انتقال در . ساختار توسط سمنتيت و فريت كه هنگامي كردن گرم در شود . مي ساختار توسط سمنتيت و فريت كه هنگامي كردن گرم در شود مي

شده آزاده حرارت شود، مي جايگزين آستنيت فاز متراكم شده بلوري آزاده حرارت شود، مي جايگزين آستنيت فاز متراكم بلوري . نمودار در كه بحراني دماهاي شود مي مشاهده نمونه در . وانبساط نمودار در كه بحراني دماهاي شود مي مشاهده نمونه در وانبساط

اهميت داراي حرارتي عمليات نظر از و دارد وجود كربن آهن اهميت تعادلي داراي حرارتي عمليات نظر از و دارد وجود كربن آهن تعادلياز : عبارتند از :هستند عبارتند هستند

A1A1 - دوفازي: نواحي از يكي و سمنتيت فريت فازي دو ناحيه - مرز دوفازي: نواحي از يكي و سمنتيت فريت فازي دو ناحيه مرزآستنيت- – سمنتيت يا و آستنيت آستنيت- – فريت سمنتيت يا و آستنيت فريت

A3A3 - تكفازي: وناحيه آستنيت فريت دوفازي ناحيه مشترك - فصل تكفازي: وناحيه آستنيت فريت دوفازي ناحيه مشترك فصل. است .آ ستنيت است آ ستنيت

AcmAcm - ناحيه: و آستنيت سمنتيت دوفازي ناحيه بين مشترك - فصل ناحيه: و آستنيت سمنتيت دوفازي ناحيه بين مشترك فصل. است آستنيت .تكفازي است آستنيت تكفازي

: فوالد مختلف ساختارهای :ریز فوالد مختلف ساختارهای ریز

فریتفریتآستنیتآستنیتسمنتیتسمنتیتلدبوریتلدبوریتپرلیتپرلیتبینیتبینیتمارتنزیتمارتنزیت

ف?ریت:ف?ریت:آلفا آهن در کربن بین‌نشینی نوع از جامد محلول آلفا به آهن در کربن بین‌نشینی نوع از جامد محلول به

αα-Fe-Fe. می‌شود گفته .ف?ریت می‌شود گفته ف?ریت

حدود فریت در کربن غلظت حدود حداکثر فریت در کربن غلظت و 0.20.2حداکثر وزنی و درصد وزنی درصددمای دمای در .727727در است سانتیگراد .درجه است سانتیگراد درجه

حدود در فریت کششی حدود مقاومت در فریت کششی .psipsi ) )4000040000مقاومت .است( است(

::آستنیتآستنیت

در کربن نشینی بین نوع از جامد محلول در به کربن نشینی بین نوع از جامد محلول به. می‌شود گفته آستنیت گاما .آهن می‌شود گفته آستنیت گاما آهن

گاما، آهن در کربن حاللیت گاما، حداکثر آهن در کربن حاللیت در 22حداکثر در درصد درصد. 11471147دمای دمای آستنیت است سانتیگراد . درجه آستنیت است سانتیگراد درجه

. نیست پایدار محیط دمای .در نیست پایدار محیط دمای در

نتیت: م? نتیت:س? م? س?شیمیایی فرمول به شیمیایی مرکب ماده یک آهن کاربید یا نتیت م� شیمیایی س� فرمول به شیمیایی مرکب ماده یک آهن کاربید یا نتیت م� دارای دارای Fe3CFe3Cس�

6.676.67 . . است شکننده و سخت بسیار فازی سمنتیت است کربن . درصد . است شکننده و سخت بسیار فازی سمنتیت است کربن درصد . کلمه از برگرفته لغت این باشد آسان شاید مورد این زدن . حدس کلمه از برگرفته لغت این باشد آسان شاید مورد این زدن در در CementCementحدس

چسباند، می هم به را مختلف مواد که است ای ماده معنای به انگلیسی چسباند، زبان می هم به را مختلف مواد که است ای ماده معنای به انگلیسی زبان . باشد . می باشد می

سال سال در تنها WerthWerthو و OsmondOsmond 18551855در نه آن در که دادند ارائه را سلولی تنها تئوری نه آن در که دادند ارائه را سلولی تئوری ( معروف فریت و آستنیت نام به امروزه که آهن آلوتروپیک های گونه ) وجود معروف فریت و آستنیت نام به امروزه که آهن آلوتروپیک های گونه وجود

ها( کاربید تشکیل به ای تازه نگاه تئوری این در بلکه دادند، پیشنهاد را ها( هستند کاربید تشکیل به ای تازه نگاه تئوری این در بلکه دادند، پیشنهاد را هستند . مخلوطی که داد نشان پرکربن فوالدهای خصوص در آنها تحقیقات بود . شده مخلوطی که داد نشان پرکربن فوالدهای خصوص در آنها تحقیقات بود شدهآهن کاربید از ای الیه توسط که دارد وجود آهن های دانه و سلولهای آهن شامل کاربید از ای الیه توسط که دارد وجود آهن های دانه و سلولهای شامل

. و شده تشکیل آهن سلولهای یا گلبولها ابتدا انجماد حین در است شده . محصور و شده تشکیل آهن سلولهای یا گلبولها ابتدا انجماد حین در است شده محصور . بدین شود می منجمد آهن کاربید صورت به مذاب باقیمانده و کنند می . رشد بدین شود می منجمد آهن کاربید صورت به مذاب باقیمانده و کنند می رشد

شکل قبلی سلولهای اطراف در گرفتن قرار با شده تشکیل کاربید شکل ترتیب قبلی سلولهای اطراف در گرفتن قرار با شده تشکیل کاربید ترتیب . چرا دریافت توان می شرح این از چسباند می هم به را آنها . گرفته، چرا دریافت توان می شرح این از چسباند می هم به را آنها OsmondOsmondگرفته،

فرانسوی لغت از را شده تشکیل فرانسوی کاربید لغت از را شده تشکیل . CimentCimentکاربید کرد . نامگذاری کرد نامگذاریبا آلمانی زبان در فاز با این آلمانی زبان در فاز با ZementitZementitاین انگلیسی در با و انگلیسی در داده CementiteCementiteو داده نشان نشان

. شود .می شود می

سمانتیت - - آستنیت سمانتیت - - فریت آستنیت فریت

لدبوریت:لدبوریت:

سمنتیت، و آستنیت یوتکتیکی مخلوط سمنتیت، به و آستنیت یوتکتیکی مخلوط بهبا مذابی از که می‌شود گفته با لدبوریت مذابی از که می‌شود گفته 4.34.3لدبوریت

دمای در کربن دمای درصد در کربن سانتیگراد 11471147درصد سانتیگراد درجه درجه . از می‌شود حاصل واکنشیوتکتیکی یک . تحت از می‌شود حاصل واکنشیوتکتیکی یک تحت

پایدار محیط دمای در اوستنیت که پایدار آنجایی محیط دمای در اوستنیت که آنجاییبه واکنشیوتکتوئیدی اساسیک بر و به نیست واکنشیوتکتوئیدی اساسیک بر و نیستلدبوریت ساختمان لذا می‌شود، تبدیل لدبوریت پرلیت ساختمان لذا می‌شود، تبدیل پرلیت

سمنتیت و پرلیت بصورت محیط دمای سمنتیت در و پرلیت بصورت محیط دمای در. بود .خواهد بود خواهد

پرلیت:پرلیت:

گفته پرلیت سمنتیت، و فریت یوتکتوئیدی مخلوط گفته به پرلیت سمنتیت، و فریت یوتکتوئیدی مخلوط بهآهن. از یوتکتوئیدی تحول یک تحت پرلیت آهن. می‌شود از یوتکتوئیدی تحول یک تحت پرلیت می‌شود

با با گاما در 0.80.8گاما کربن در درصد کربن سانتیگراد 723723درصد سانتیگراد درجه درجه. می‌شود .حاصل می‌شود حاصل

پرلیت - پرلیت - لدبوریت لدبوریت

بینیت:بینیت:یادبود به فاز یادبود این به فاز .E.C. BainE.C. Bainاین است شده نامگذاری آمریکایی .شیمیدان است شده نامگذاری آمریکایی شیمیدان

سال به آستمپرینگ سال تاریخچه به آستمپرینگ که 19301930تاریخچه زمانی گردد، می که بر زمانی گردد، می GrossmanGrossmanبرپاسخ BainBainو و ارزیابی روی بر متحده ایاالت فوالد های آزمایشگاه پاسخ در ارزیابی روی بر متحده ایاالت فوالد های آزمایشگاه در

دمای از زیاد سرعت با شده سرد فوالدهای دمای متالورژیکی از زیاد سرعت با شده سرد فوالدهای درجه درجه 14501450متالورژیکی( 788788فارنهایت )فارنهایت ) در نگهداری و باال متناوبا دماهای به سانتیگراد ( درجه در نگهداری و باال متناوبا دماهای به سانتیگراد درجه

. بودند کار حال در های مختلف زمانهای مدت به دماها .این بودند کار حال در های مختلف زمانهای مدت به دماها ایندیاگرامهای عنوان به امروزه ما که است چیزی آنها تحقیقات دیاگرامهای نتیجه عنوان به امروزه ما که است چیزی آنها تحقیقات نتیجه

همدما ) همدما )استحاله می( می( Isothermal Transformation DiagramIsothermal Transformation Diagramاستحالهشناسیم. شناسیم. GrossmanGrossman و و BainBain و پرلیت فریت، متالورژیکی معمول ساختارهای و با پرلیت فریت، متالورژیکی معمول ساختارهای با

. بود دیگری ساختار کردند کشف آنها که چیزی بودند آشنا . مارتنزیت بود دیگری ساختار کردند کشف آنها که چیزی بودند آشنا مارتنزیتمارتنزیت ) تشکیل آغاز دمای از باالتر در مارتنزیت )که تشکیل آغاز دمای از باالتر در دمای( MsMsکه از تر پایین دمای( و از تر پایین و

. بود پرلیت .تشکیل بود پرلیت تشکیل ) پر ) ظاهری با بشقابی سوزنی ساختارهای شکل ساختار این فوالدها ( در پر ) ظاهری با بشقابی سوزنی ساختارهای شکل ساختار این فوالدها در

. تحقیقات داراست را . مانند تحقیقات داراست را و X rayX rayمانند فریت شامل بینیت که داد و نشان فریت شامل بینیت که داد نشان. است فلزی .کاربید است فلزی کاربید

بینیت:بینیت:

مارتنزیت:مارتنزیت:

از یک هیچ که شود سرد سریع قدری به آستنیت از اگر یک هیچ که شود سرد سریع قدری به آستنیت اگرفوق و نیافتد اتفاق آن در نفوذ dپایه بر فوق استحاله‌های و نیافتد اتفاق آن در نفوذ dپایه بر استحاله‌های

ساختار که یابد ادامه حدی تا ساختار سرمایش که یابد ادامه حدی تا پایدار پایدار fccfccسرمایشبه پرشی بصورت ساختار این به نباشد، پرشی بصورت ساختار این تبدیل تبدیل bccbccنباشد،

. فاز است شده اشباع فوق کربن از که . می‌شود فاز است شده اشباع فوق کربن از که می‌شود. می‌نامند مارتنزیت را .حاصل می‌نامند مارتنزیت را حاصل

THE‌ENDTHE‌END

Title

• Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Vivamus et magna. Fusce sed sem sed magna suscipit egestas.

• Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Vivamus et magna. Fusce sed sem sed magna suscipit egestas.