Diagramma Ferro-Carbonio - itis galileo galilei conegliano

Diagramma Ferro-Carbonio
LIQUIDO +
FERRITE DELTA
1
2
L
FERRITE DELTA
5
4
3
6
8
7
LIQUIDO
I
D
A4
LIQUIDO +
AUSTENITE +
LEDEBURITE
LIQUIDO +
AUSTENITE
LIQUIDO +
CM PRIMARIA +
LEDEBURITE
E
S
AUSTENITE
AUSTENITE CON CEM
SECONDARIA AI BORDI +
LEDEBURITE
Acm
AUSTENITE +
FERRITE
CM PRIMARIA +
LEDEBURITE
AUSTENITE CON
CM SECONDARIA
AI BORDI
A3
CM PRIMARIA +
LED TRASFORMATA
CM PRIMARIA +
LED TRASFORMATA +
LED
A2
FERRITE +
CM TERZIARIA AI BORDI
T
P
A1
PERLITE CON CM
SECONDARIA AI BORDI
FERRITE +
PERLITE CON CM
TERZIARIA AI
BORDI
AUSTENITE +
FERRITE +
PERLITE
CM PRIMARIA +
LED TRASFORMATA
PERLITE + CEM
SECONDARIA AI
BORDI
LED
TRASFORMATA
PERLITE +
CEM
SECONDARIA
AI BORDI
AUSTENITE +
LED TRASFORMATA
AUSTENITE CON CM
SECONDARIA AI BORDI +
PERLITE
-A1: temperatura eutettoidica (t=721°C)
-A2: la lega perde\acquista il magnetismo (t=768°C)
-A3: luogo dei punti critici al disopra dei quali c’è Austenite (t=721÷910°C)
-A4: luogo dei punti critici al di sotto dei quali c’è Austenite
-Acm: luogo dei punti critici al di sotto dei quali c’è cementite
-E: punto eutettico (C=0,87 t=721°)
-P: punto eutettoide (C=4,3% t=1147°)
-T: massima percentuale di Carbonio nel ferro α (C=0.04% t=721°)
-S: massima percentuale di Carbonio nel ferro γ (C=2,06% t=1147°)
-L: massima percentuale di Carbonio nel ferro δ (C=0,12% t=1493)
-I: punto in cui comincia a comparire l’Austenite (C=0.19% t=1493°)
-D: punto peritettico (C=0,47% t=1493°)
1) STUDIO DI UN ACCIAIO C: 0,15%
LIQUIDO
0.15% CARBONIO
LIQUIDO +
FERRITE DELTA
T
LIQUIDO +
FERRITE DELTA +
AUSTENITE
AUSTENITE +
FERRITE DELTA
AUSTENITE
AUSTENITE +
FERRITE
AUSTENITE +
FERRITE +
PERLITE
FERRITE +
PERLITE CON CM
TERZIARIA AI
BORDI
t
Considero un acciaio con lo 0,15% di Carbonio,
Raffreddo lentamente,
Pervengo nel punto 1 sulla curva del liquido,
Si formano i primi cristalli solidi, per determinare la loro composizione,
traccio l’orizzontale fino ad incontrare la curva del solido, scendo sulle ascisse
e leggo le percentuali,
Considerazioni: i primi cristalli solidi sono formati da poco Carbonio disciolto
nel ferro δ, parliamo quindi di Ferrite δ,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 2 intermedio,
Per determinare la composizione dei cristalli, traccio l’orizzontale fino ad
incontrare la curva del solido, scendo fino alle ascisse e leggo le percentuali,
Considerazioni: la percentuale di carbonio disciolta nella
Ferro δ è leggermente aumentata, ma siamo ancora in presenza di
Ferrite δ,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 3 alla temperatura di 1493°C,
Considerazioni: a questa temperatura abbiamo una quantità di cristalli solidi
(Ferrite δ) di percentuale L (0,12% C)e il liquido rimanente di concentrazione
D (0,47% C); a temperatura costante di 1493°C avviene una trasformazione
peritettica: i cristalli e il liquido, reagiscono formando dei nuovi cristalli (di
Austenite) di composizione I (0,10%); la trasformazione finisce quando tutto
il liquido si sarà trasformato; si hanno quindi tre fasi:
Liquido+Austenite+Ferrite δ, giustificando il tratto orizzontale nella curva di
raffreddamento e l’invarianza del sistema,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 4 su A4,
Considerazioni: a questa temperatura i rimanenti cristalli di Ferrite δ si sono
tutti trasformati in Austenite,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 5 su A3,
Considerazioni: a questa la temperatura, l’Austenite comincia a trasformarsi in
ferrite (soluzione solida interstiziale di carbonio nel ferro α)
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 6 su A1,
Considerazioni: al di sotto della temperatura di 721°C l’Austenite non può
esistere, quindi a temperatura costante, l’Austenite che non si è trasformata in
ferrite, si trasforma in Perlite (costituita da lamelle di Cementi e di Ferrite), si
hanno ancora tre fasi: Ferrite+Cementite+Austenite, giustificando quindi il
tratto orizzontale nella curva di raffreddamento e l’invarianza del sistema.
2) STUDIO DI UN ACCIAIO C: 0,30%
0.3% CARBONIO
T
LIQUIDO
FERRITE DELTA +
LIQUIDO
AUSTENITE +
FERRITE DELTA +
LIQUIDO
AUSTENITE +
LIQUIDO
AUSTENITE
AUSTENITE +
FERRITE
AUSTENITE +
PERLITE +
FERRITE
FERRITE +
PERLITE +
CM TERZIARIA AI BORDI
t
Considero un acciaio con lo 0,30% di Carbonio,
Raffreddo lentamente,
Pervengo nel punto 1 sulla curva del liquido,
Si formano i primi cristalli solidi, per determinare la loro composizione,
traccio l’orizzontale fino ad incontrare la curva del solido, scendo sulle ascisse
e leggo le percentuali,
Considerazioni: i primi cristalli solidi sono formati da poco Carbonio disciolto
nel ferro δ, parliamo quindi di Ferrite δ,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 2 intermedio,
Per determinare la composizione dei cristalli, traccio l’orizzontale fino ad
incontrare la curva del solido, scendo fino alle ascisse e leggo le percentuali,
Considerazioni: la percentuale di carbonio disciolta nella
Ferro δ è leggermente aumentata, ma siamo ancora in presenza di
Ferrite δ,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 3 alla temperatura di 1493°C,
Considerazioni: a questa temperatura abbiamo una quantità di liquido di
composizione D (0,45%)e dei cristalli solidi di concentrazione L (0,12% C); a
temperatura costante di 1493°C avviene una trasformazione peritettica: i
cristalli e il liquido, reagiscono formando dei nuovi cristalli (di Austenite) di
composizione I (0,10%); la trasformazione finisce quando tutti i cristalli di
ferrite δ si saranno trasformati; si hanno quindi tre fasi:
Liquido+Austenite+Ferrite δ, giustificando il tratto orizzontale nella curva di
raffreddamento e l’invarianza del sistema,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 4 ,
Considerazioni: a questa temperatura il rimanente liquido si è tutto trasformati
in Austenite,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 5 su A3,
Considerazioni: a questa la temperatura, l’Austenite comincia a trasformarsi in
ferrite (soluzione solida interstiziale di carbonio nel ferro α)
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 6 su A1,
Considerazioni: al di sotto della temperatura di 721°C l’Austenite non può
esistere, quindi a temperatura costante, l’Austenite che non si è trasformata in
ferrite, si trasforma in Perlite (costituita da lamelle di Cementi e di Ferrite), si
hanno ancora tre fasi: Ferrite+Cementite+Austenite, giustificando quindi il
tratto orizzontale nella curva di raffreddamento e l’invarianza del sistema.
3) STUDIO DI UN ACCIAIO C: 1,50%
1.5% CARBONIO
LIQUIDO
T
LIQUIDO +
AUSTENITE
AUSTENITE
AUSTENITE CON CM
SECONDARIA AI BORDI
AUSTENITE CON CM
SECONDARIA AI BORDI +
PERLITE
PERLITE CON CM
SECONDARIA AI BORDI
t
Considero un acciaio con lo 1,50% di Carbonio,
Raffreddo lentamente,
Pervengo nel punto 1 sulla curva del liquido,
Si formano i primi cristalli solidi, per determinare la loro composizione,
traccio l’orizzontale fino ad incontrare la curva del solido, scendo sulle ascisse
e leggo le percentuali,
Considerazioni: i primi cristalli solidi sono formati da poco Carbonio disciolto
nel ferro γ, parliamo quindi di Austenite,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 2 intermedio,
Per determinare la composizione dei cristalli, traccio l’orizzontale fino ad
incontrare la curva del solido, scendo fino alle ascisse e leggo le percentuali,
Considerazioni: la percentuale di carbonio disciolta nella
Ferro γ è leggermente aumentata, ma siamo ancora in presenza di
Austenite,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 3 sulla curva del solido,
Per determinare la composizione dei cristalli, traccio la verticale fino ad
incontrare le ascisse e leggo le percentuali,
Considerazioni: le percentuali sono le stesse della lega di partenza,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 4 su Acm,
Considerazioni: con il diminuire della temperatura, diminuisce la solubilità del
Carbonio nel Ferro γ, che decade ai bordi dei grani di Austenite sotto forma di
CementiteII,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 5 su A1,
al di sotto della temperatura di 721°C l’Austenite non può esistere, quindi a
temperatura costante, l’Austenite si trasforma in Perlite (costituita da lamelle
di Cementi e di Ferrite); si hanno ancora tre fasi:
Ferrite+Cementite+Austenite, giustificando quindi il tratto orizzontale nella
curva di raffreddamento e l’invarianza del sistema.
4) STUDIO DI UNA GHISA C: 3%
3%
CARBONIO
LIQUIDO
T
LIQUIDO +
AUSTENITE
LIQUIDO +
AUSTENITE +
LEDEBURITE
AUSTENITE CON CEM
SECONDARIA AI BORDI +
LEDEBURITE
PERLITE +
CEM
SECONDARIA
AI BORDI
AUSTENITE +
LED TRASFORMATA
PERLITE + CEM
SECONDARIA AI
BORDI
LED
TRASFORMATA
t
Considero una lega con il 3% di carbonio,
Raffreddo lentamente,
Pervengo nel punto 1 sulla curva del liquido,
S formano i primi cristalli solidi, per determinare la loro composizione,
traccio l’orizzontale fino alle curva del solido, scendo fino ad incontrare le
ascisse e leggo le percentuali,
Considerazioni: i primi cristalli solidi sono costituiti da Carbonio disciolto in
Ferro γ, parliamo di Austenite,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 2 (intermedio),
Per determinare la composizione dei cristalli, traccio
l’orizzontale fino alle curva del solido, scendo fino ad incontrare le ascisse e
leggo le percentuali,
Considerazioni: i primi cristalli solidi sono costituiti da Carbonio disciolto in
Ferro γ, parliamo ancora di Austenite,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 3,
Per determinare la composizione dei cristalli, traccio la verticale fino ad
incontrare le ascisse,
Considerazioni: i cristalli hanno la composizione della lega di partenza,
inoltre in questo punto del raffreddamento tutto il liquido che non si è
trasformato in Austenitesi trasforma a temperatura costante in Ledeburite che
a sua volta è formata da Austenite+Cementite eutettica, quindi si hanno tre
fasi: Liquido+Austenite+Cementite
che giustificano il tratto orizzontale nella curva di raffreddamento e
l’invarianza del sistema,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 4 (su A1),
Considerazioni: sotto i 721°C, l’Austenite non può esistere, quindi a temperatura
costante si trasforma in Perlite, a sua volta formata da Ferrite+CementiteII; la
Ledeburite prende il nome di Ledeburite trasformata. Anche in questo punto del
raffreddamento si distinguono tre fasi: Ferrite+Cementite+Austenite che
giustificano il tratto orizzontale della curva e l’invarianza del sistema.
5) STUDIO DI UNA GHISA C: 5%
5% CARBONIO
LIQUIDO
T
LIQUIDO +
CM PRIMARIA
LIQUIDO +
CM PRIMARIA +
LEDEBURITE
CM PRIMARIA +
LEDEBURITE
CM PRIMARIA +
LED TRASFORMATA +
LED
CM PRIMARIA +
LED TRASFORMATA
t
Considero una lega con il 5% di carbonio,
Raffreddo lentamente,
Pervengo nel punto 1,
S formano i primi cristalli solidi, per determinare la loro composizione,
traccio l’orizzontale fino alle ordinate, scendo fino ad incontrare le ascisse e
leggo le percentuali,
Considerazioni: i primi cristalli solidi sono costituiti da Cementite primaria,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 2 (intermedio),
Per determinare la composizione dei cristalli, traccio l’orizzontale fino alle
ordinate, scendo fino ad incontrare le ascisse e leggo le percentuali,
Considerazioni: i cristalli sono ancora formati unicamente da Cementite
primaria
Continuo il raffreddamento lento,
pervengo nel punto 3,
Per determinare la composizione dei cristalli, traccio la verticale fino ad
incontrare le ascisse,
Considerazioni: i cristalli hanno la composizione della lega di partenza,
inoltre in questo punto del raffreddamento tutto il liquido che non si è
trasformato in Cementite si trasforma a temperatura costante in Ledeburite
che a sua volta è formata da Austenite+Cementite eutettica, quindi si hanno
tre fasi: Liquido+Austenite+Cementite
Che giustificano il tratto orizzontale nella curva di raffreddamento e
l’invarianza del sistema,
Continuo il raffreddamento lento,
Pervengo nel punto 4 (su A1),
Considerazioni: sotto i 721°C, l’Austenite non può esistere, quindi a temperatura
costante si trasforma in Perlite, a sua volta formata da Ferrite+CementiteII; la
Ledeburite prende il nome di Ledeburite trasformata. Anche in questo punto del
raffreddamento si distinguono tre fasi: Ferrite+Cementite+Austenite che
giustificano il tratto orizzontale della curva e l’invarianza del sistema.