żelaza stopy
 
Encyklopedia PWN
żelaza stopy,
stopy, których gł. składnikiem jest żelazo, a dodatkami stopowymi są różne pierwiastki metaliczne i niemetaliczne.
Największe znaczenie w technice mają s.ż. z węglem, które zależnie od zawartości węgla dzielą się na stal (do 2,11% węgla) oraz surówkężeliwo (2,11–4,5% węgla). Ważnym rodzajem s.ż. są żelazostopy.
Właściwości s.ż. z węglem zależą przede wszystkim od postaci, w jakiej występuje w ich strukturze węgiel. W dwuskładnikowych s.ż. z węglem może on występować w postaci wolnej jako grafit (mała wytrzymałość, twardość i plastyczność) lub w postaci węglika żelaza, Fe3C, zw. cementytem (zawartość węgla 6,67%, bardzo twardy i kruchy), a także jako roztwór stały węgla w żelazie αferryt (do 0,02% węgla, miękki, plast., o małej wytrzymałości) oraz w żelazie γaustenit (zawartość węgla od 2,06% w temperaturze 1147°C do 0,8% w 723°C, stosunkowo twardy i wytrzymały, a zarazem ciągliwy). Cementyt może krystalizować bezpośrednio z ciekłego stopu podczas jego powolnego chłodzenia w temperaturze 1600–1147°C (cementyt pierwotny), wydzielać się z austenitu w temperaturze 1147–723°C (cementyt wtórny) lub z ferrytu poniżej temp. 723°C (cementyt trzeciorzędowy); dość łatwo ulega rozpadowi na żelazo i grafit (grafityzacja). Przedziały temperaturowe występowania ferrytu i austenitu w s.ż. są związane z trwałością odmian alotropowych żelaza; ferryt występuje poniżej temp. 910°C i powyżej 1391°C (ferryt wysokotemperaturowy), austenit — w temperaturze 1496–723°C.
Ponadto w s.ż. mogą występować mieszaniny opisanych składników. Podczas powolnego chłodzenia w temperaturze 1147°C z ciekłego stopu krystalizuje mieszanina eutektyczna austenitu i cementytu zw. ledeburytem (zawartość węgla 4,3%, bardzo twardy i kruchy). w temperaturze 723°C zachodzi przemiana eutektoidalna — rozkład austenitu z utworzeniem mieszaniny ferrytu i cementytu, zw. perlitem (zawartość węgla 0,8%, wytrzymały i ciągliwy); poniżej temp. 723°C powstaje tzw. ledeburyt przemieniony — mieszanina perlitu i cementytu.
Występowanie określonych składników strukturalnych w s.ż., a więc i właściwości stopu, zależą od jego składu chem. (zarówno zawartości węgla, jak i dodatków stopowych) oraz od sposobu chłodzenia ciekłego stopu i obróbki cieplnej stopu w stanie stałym; na przykład szybkie chłodzenie ciekłego stopu sprzyja wydzielaniu się cementytu, a długotrwałe wygrzewanie w temperaturze powyżej 600°C i następnie powolne chłodzenie — wydzielaniu grafitu; niektóre dodatki stopowe ułatwiają grafityzację, inne ją utrudniają. Ogrzanie stopu do temp. powstawania austenitu (austenityzowanie), wygrzanie w tej temp., a następnie szybkie chłodzenie prowadzi do powstania przechłodzonego austenitu; przy średnio dużej szybkości chłodzenia przechłodzony austenit ulega przemianie (w temp. 550–200°C) w bainit (mieszanina przesyconego węglem ferrytu i cementytu, o dużej twardości), przy bardzo dużej szybkości chłodzenia — przemianie (poniżej temp. 300°C) w martenzyt (przesycony roztwór węgla w żelazie α, bardzo twardy i kruchy); powstawanie tych struktur w s.ż. stanowi istotę procesu hartowania.
zgłoś uwagę
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia