Dijagrami stanja legura

Intersticijski kristal mješanac ugljika i α željeza. Ima deformiranu BCC rešetku zbog veličine atoma ugljika u odnosu na praznine. Nastaje u sekundarnoj kristalizaciji kao primarni (α') ili eutektoidni (αid) ferit.

Intersticijski kristal mješanac ugljika i g željeza. Ima deformiranu FCC rešetku zbog veličine atoma ugljika u odnosu na praznine. Nastaje u primarnoj kristalizaciji kao primarni (g') ili eutektički (ge) austenit.

Eutektoid metastabilno kristaliziranih legura Fe-C s točno 0,8% C. Sastoji se od eutektoidnog ferita (αid) i eutektoidnog cementita (Fe3Cid) poredanih u lamele. Nastaje sekundarnom kristalizacijom od austenita na 723 °C.

Fe-C legura s manje od 0,8% C. Sastoji se od ferita (αid) i perlita. Ferit daje duktilnost, perlit daje čvrstoću.

Fe-C legura s više od 0,8% C. Sastoji se od cementita (Fe3Cid) i perlita. Cementit daje tvrdoću, perlit daje čvrstoću.

Legura s najnižim talištem i skrutištem unutar određenog sustava. Sastoji se samo od eutektikuma, a skrućivanje se odvija samo na eutektičkoj temperaturi.

Eutektoidna kristalizacija je sekundarna kristalizacija, što znači da se odvija u krutom stanju i predstavlja pretvorbu iz jedne krute faze u drugu ili u više krutih faza.

Intermetalni spoj željeza i ugljika (Fe3C). Nastaje u primarnoj i sekundarnoj kristalizaciji. Karakterizira ga visoka tvrdoća i krhkost.

Alotropske modifikacije željeza su različite kristalno-rešetkaste strukture željeza koje se javljaju ovisno o temperaturi. Postoje три allotropske modifikacije: α Fe (BCC), γ Fe (FCC) i δ Fe (BCC).

Temperatura pri kojoj željezo prestaje biti magnetično pri zagrijavanju i postaje magnetično pri hlađenju. Iznosi 770 °C.

Metastabilna kristalizacija se odvija u realnim uvjetima sporog hlađenja Fe-C legure. Veći dio ugljika u takvim uvjetima reagira s željezom tvoreći cementit (Fe3C).

Alotropske modifikacije ugljika su različite kristalno-rešetkaste strukture ugljika. Najčešći su oblici grafit, dijamant, fuleren i amorfni ugljik.

Grafički prikaz koji prikazuje strukturna stanja sustava legura na različitim temperaturama.

Fizikalno i kemijski homogeni dio sustava legura koji se po strukturi i/ili kemijskom sastavu razlikuje od drugih dijelova.

Granica koja označava početak skrućivanja za sve legure u sustavu. Iznad likvidus granice, sve legure su u rastaljenom stanju.

Granica koja označava završetak skrućivanja za sve legure u sustavu. Ispod solidus granice, sve legure su u krutom stanju.

Ima neka obilježja prave faze (prosječni sastav, mikrotvrdoća), ali nije prava faza jer se sastoji od raznovrsnih konstituenata. Pseudofaze su eutektikum i eutektoid.

Imaju legure s potpunom topljivošću komponenata u rastaljenom i u krutom stanju, npr. Cu-Ni, Cu-Au, Ni-Au.

Dijagram stanja s potpunom topljivošću komponenata u rastaljenom stanju, a djelomičnom topljivošću u krutom stanju, npr. Sn-Pb, Si-Al, Cu-Ag.

Primarna pretvorba iz rastaljenog u krutu fazu. Odvija se na eutektičkoj temperaturi.

Eutektička kristalizacija je proces stvaranja ledeburita, eutektičke faze u metastabilnom Fe-C sustavu. Ledeburit se sastoji od eutektičkog austenita (ge) i eutektičkog cementita (Fe3Ce).

Temperatura eutektičke pretvorbe u metastabilnom Fe-C sustavu je 1147 °C. Na ovoj temperaturi talina se transformira u ledeburit.

Ledeburit je eutektička faza u metastabilnom Fe-C sustavu. Sastoji se od eutektičkog austenita (ge) i eutektičkog cementita (Fe3Ce). Nastaje primarnom kristalizacijom taline na eutektičkoj temperaturi 1147 °C.

Čelici su metastabilno kristalizirane Fe-C legure s više od 0% C, a manje od 2,03% C. Dijele se na podeutektoidne (0 < X < 0,8% C), eutektoidne (X = 0,8% C) i nadeutektoidne (0,8 < X < 2,03% C).

Optimalna temperatura austenitizacije pri kaljenju podeutektoidnih čelika je nešto iznad granice A3 (A3 + (30-70) °C). To omogućuje potpunu transformaciju u austenit pri gašenju.

Optimalna temperatura austenitizacije pri kaljenju nadeutektoidnih čelika je nešto iznad granice A1 (A1 + (50-70) °C). To omogućuje stvaranje martenzita i cementita, što povećava tvrdoću čelika.

Zaostali austenit je austenit koji se nakon nadkritičnog gašenja do sobne temperature nije pretvorio u martenzit. Pojavljuje se u čelicima s višim udjelom ugljika i može se eliminirati dodatnom toplinskom obradom.

Stupanj tetragonalnosti rešetke martenzita je omjer izdužene stranice tetragona (cM) i bazne stranice (aM) jedinične ćelije martenzita. Stupanj tetragonalnosti je uvijek veći od 1 i povećava se s povećanjem udjela ugljika.

Nadeutektoidni čelik je legure željeza i ugljika s više od 0,8% ugljika. Nakon hlađenja iz austenitnog stanja, pri sobnoj temperaturi sadrži perlit i cementit. Ima veću tvrdoću od hipoeutektoidnog čelika.

Martenzit je tvrda i krhka faza u čeliku. Nastaje brzom hlađenjem austenita, pri čemu se atom ugljika zarobljuje u BCC rešetki, deformirajući je u BCT rešetku.

Granica Ms (početak martenzitne transformacije) je temperatura na kojoj počinje pretvorba austenita u martenzit. Što čelik ima više ugljika, temperatura Ms je niža.

Granica Mf (završetak martenzitne transformacije) je temperatura na kojoj se pretvorba austenita u martenzit završava. Što čelik ima više ugljika, temperatura Mf je niža. Za čelike s više od 0,6% ugljika Mf je ispod sobne temperature.

Bainit je metastabilna faza u čeliku, čvršća od perlita, a mekša od martenzita. Nastaje pri hlađenju austenita u određenom temperaturnom rasponu, što rezultira finom strukturom.

TTT dijagram (Time-Temperature-Transformation) prikazuje transformaciju austenita u druge faze (ferit, perlit, bainit, martenzit) ovisno o vremenu i temperaturi hlađenja.

Kaljenje je toplinska obrada čelika koja se sastoji od grijanja na temperaturu austenitnog stanja, zadržavanja na toj temperaturi određeno vrijeme i brzog hlađenja (gašenja) u rashladnoj tekućini.

Podeutektoidni čelik je legure željeza i ugljika s manje od 0,8% ugljika. Nakon hlađenja iz austenitnog stanja, pri sobnoj temperaturi sadrži perlit i ferit.