آلیاژهای آهن کربن

آلیاژهای آهن کربن

آلیاژهای آهن کربن : دیاگرام فازی دوتایی آهن – کربن، دیاگرامی تعادلی از کربن در محلول جامد آهن است که نشان دهنده تغییرات ساختاری آلیاژهای آهن کربن نسبت به درجه حرارت می باشد. این دیاگرام بر حسب درصد کربن آلیاژ، درجه حرارت، سرد کردن یا گرم کردن بسیار آهسته رسم شده و به همین علت به آن دیاگرام تعادلی آهن – کربن می گویند. از آنجایی که آهن و کربن تشکیل یک ترکیب واسطه به نام سمنتیت Fe₃C می دهد، این دیاگرام را دیاگرام آهن – سمانتیت نیز می نامند. آهن ماده ای آلوتروپیک (چند ساختاری) بوده و در حین انجماد از حالت مذاب تا رسیدن به دمای محیط، تبدیل به ساختارهای مختلف می شود. در نمودار آهن – کربن سمانتیت، آستنیت، لدبوریت، آهن آلفا، آهن گاما و آهن بتا دیده می شود. فلز پایه در آلیاژها آهن کربن است. بسته به میزان کربن ترکیب شده در آن، به دو دسته فولادها و چدنها تقسیم می‌شوند. مقصود از این آلیاژها، آلیاژهایی است که اجزای اصلی آن ها را آهن و کربن تشکیل می دهند. در حدود ۰٫۰۱ درصد از کربن حل شده در آهن، تشکیل محلول جامدی را می دهد که “فریت” نام دارد. اگر مقدار کربن موجود در آهن به ۶٫۶۷ درصد برسد، ماده ی شیمیایی حاصله را “سمنتیت” می گویند. فریت و سمانتیت، آلیاژهای اصلی آهن و کربن هستند.  آلیاژهایی از آهن و کربن که دارای کربن کمی هستند، به آسانی برای عملیات مکانیکی (آهنگری و پرس کاری) مناسبند. از این آلیاژها فولادهای گوناگون ساخته می شود. هر قدر مقدار کربن در آلیاژها بیش تر باشد، سمنتیت بیش تری تشکیل می شود و آلیاژ، سخت تر و شکننده تر خواهد بود. آلیاژهای آهن و کربن که درصد کربن آن ها زیاد است، در ریخته گری مصرف دارند و جزء دسته ی چدن هستند. چدن آلیاژی از آهن و کربن است که مقدار کربن آن از ۲ درصد بیش تر است. چدن های تجارتی تا ۵ درصد کربن دارند.