Fe - C DIAGRAMA: HAREN OSAGAIAK

Fe - C DIAGRAMA: HAREN OSAGAIAKFe-C diagramaren bidez, Fe eta C arteko aleazioak zer diren jakin daitekeedozein tenperatura eta konposiziotan. Guk ikusiko ditugun diagramagehienetan agertzen zaiguna izango da; hots, egonkorra. Diagrama honetanzementita (Fe&) agertzen zaigu; berez, nahiz Fe3C metaegonkorra izan etaurte batzuk behar dituen arren, azkenean Fe eta grafito bihurtzen da. Beraz,guk diagrama metaegonkor honi orekakoa esan arren, benetan orekakoa Fegrafitodugu, eta ez Fe-Fe3C.Diagrama honetan zatiketarik egiten badugu, altzairu eta fundizio artekozatiketa egin dezakegu: Fe barneko karbonoa O/O 2,11 baino gutxiago baldinbada, altzairuak lortzen ditugu; gehiago baldin badago, fundizio txuriak deritzaie.Burdinazko atomoak bi eratara jar daitezke materia osatzen hasteko:al Fey Austenita: Fey-an, burdinazko atomoek aurpegietan erdiraturikosare kubikoa betetzen dute, eta kuboko erpinetan eta aurpegietako erdiguneetanipintzen dira.b) Fea Ferrita: Fea-an burdinazko atomoak kuboan erdiraturiko sarekubikoa betetzen du eta kuboko erdigune eta erpinetan ipintzen dira.Diagrama metaegonkorrean agertzen zaizkigun osagaiak hauek dira: Austenita,Ferrita, Fe,C (Zementital Fe6 eta hauen arteko bi konposatu berezi:Perlita eta Ledeburita.AUSTENITA: Fey-an karbonozko ezarpeneko soluzio solidoa da. Fe-C altzairuetan7250 eta 1495OC artean agertzen zaigu; ingurugiroko tenperaturan,

ez badiegu aleatzen hori itzurtzeko egongaitza da eta tratamendu termikokohondar-austenita baizik cz dugu aurkituko.Fey-ko sare barncan, karbonoko atoinoak bui-dinazlco atomoak baiiio askozere txikiagoak izanik, sarcko huts hauiidietan (hots, alde erditan) sartzen dira:jarrera honi ezarpeneko soluzio solicloa esaten zaio.1. irudira begiratren badugu, kubo batean Fe-ko atomoko-kopurua1 18 x --- + 6x-- -= 4 atomo/ltubo da, eta karbonozkoa yehienik (zulo8 212guztiak beteta badaude) - + 1 = 4; beraz, atomo-kopurua berdina4(pisuaz bihurtzen badugu O/O C = 18 010) izan daiteke, baina ez du horrelajokatzen baizik eta O/O 2,11 baino gehiago ez da sartzen.Hau adierazteko. zulovn neurria kalkula dezagun:Aurpegietako diagrametatik ebakitzen badugu 2. irudian agertzen zaiguiijarrera izango dugu.

a=2rF,+r ,rhutsr ~ ebadugu,alf2=4r,,= 0,414 eta tauletan r, eta r, begiratzencr~r= 0,63 ikusiko dugu.Beraz hutsuneak karbono-atomoak baino txikiagoak dira eta ezin da karbono-atomoriksartu sarea itxuragabetu gabe. Horregatik, ezin dira hutsuneguztiak bete eta O/O C gehiena ere ez da Oí0 18 (atomoak 1:1), askoz txikiagoa(% 2,ll) baizik.Austenita biguna eta hauskorra da. Altzairu artean, trakzio-erresistentzia88-105 kg/mm, luzapena 60-30 %. Ferrita bihurtzen denean, ikusiko dugunez,bolumena gehitzen du eta pitzaduren arriskua sor daiteke.FERRITA: Fea-an karbonoko ezarpeneko soluzio solidoa da. lngurugirokotenperaturatik 727" C arte agertzen zaizkigu altzairu eta fundizioetan, osohozketa azkarra ez badiegu ematen.Fey-an bezala, karbono-atomoak burdin atomoak baino txikiagoak izanik,burdin arteko hutsetan sartzen dira (ezarpenal; baina ez dira inoiz burdinarenlekuan jartzen [ordezketa).3. irudian ikus daitekeenez, karbono-atomoak sare barnean dauden hutsunezabaletan (hots, alde erdietanl jartzen dira, marrazkian ikus daitekeen

ezala. Fe-ak nahiz eta fe baino huts gehiago eduki, honek baino karbono gutxiagoarnetitzen du sare barnean, hutsak, ikusiko dugunez, hemen txikiagoakdirelako.Kuboko aldea a baldin bada.'-hutsOrduan = 0,154 baina ikusi dugunez = 0,63'-,er c3. lrudia

4. lrudiaBeraz karbono atomoa hutsa baino askoz haundiagoa da. Zaila izangoda harentzat barnean sartzea, austenitan baino oraindik zailago. Horregatik,nahiz eta huts guztiak bete, gehienez O/O C=39,12 O/O da. Benetan,gehiena O/O 0.0218 dugu; oso giitxi. Gainera, tenperaturekin gutxitu egitenda eta ingurugiroko tenperaturan ez dago ia ezer.Fey-ko sarea, Fea-koa baino trinkoagoa da. Hutsetako bolumena txikiagoa.Horregatik, tratamendu termikotan austenita ferrita bihurtzen denean, haundituegin behar du; eta hozketa azkarragoa bada, gero eta arrisku haundiagoaizango dugu pitzadurak sortzeko.Ferrita biguna eta hauskorra da. Bere trakzio-erresistentzia 28 kg/mm2luzapena: 35 O/O, hots, austenita ferrita baino gogorragoa da; 770" pean.ZEMENTITA: Fe,C formula duen eta altzairutan bilatzen den konposatukimikoa da. Sistema ortorronbikoan kristalizatzean da. Berez oso gogorra etahauskorra da. Karbonoa pisuz ehuneko 6,67 du. Diagrama metaegonkorreanFe-C-n agertzen da. Hozketa geldiro egiten bada edo grafito-emailerik [Si,Al.) baldin bada, desagertu egiten da Fe eta grafitoa emateko (diagrama egonkorra).Hozketa arruntetan, Fe,C hezala gelditzen da.

PERLITA: Ferrita eta Fe,C konposatuta dagoen eutektoidea dugu. O/O 0,77duen austenita hozten badugu 727°C-etara aleatzean, ferrita eta zementita bihurtzenzaizkigu. Transformazio honi, solido batetik bi solido agertzeari alegia,transformazio eutektoidea deritzaio. Horregatik, perlitari eutektoide izenaematen diogu. Mikroskopioz ikusita ferrita eta perlita aldizkaturik dauden bandetanagertzen zaizkigu. Bere trakzio-erresictentzia = 84 kg/mm2 da; luzapena20 O/O.LEDEBURITA: Austenita eta Fe$-z konposatuta dagoen eutektikoa dugu(eutektiko: likidotik bi solido). Bere konposizioa O/O C = 4,U O/O eta 1.148O Csolidotzen da.Fe&: Egoera likido ondoko Fea-ko aldaketa da. Azalera txikia du Fe-C diagrama.Garrantzi ere txikia.Fe-C DIAGRAMAFe-C diagramak (5 Ir.) tenperatura eta karbonoko portzentu bakoitzerakoditugun kantitatea, kopuri~a eta konposaketa ematen dizkigu.Tratamendu termiko edo forjatzeko berorik eman nahi badugu, diagramahonen ezagutzea behar-beharrezkoa dugu, zeren eta fase eta konposaketakoaldaketarekin batera bolumena, gogortasuna, forjagarritasuna, karbonoarenbeste elementuetako solukortas~ina eta abar aldatzen zaizkigu.Aztertuko dugun diagrama metaegonkorra izango da; hots, fabrikamisarruntetan erabiltzen den abiadurciz egina dagoena.Geldi-geldirik hozten badugu, diagrama egonkorra (orekakoal izango dugu;beraz ez dugu zementitarik izango. grafito baizik. Alderantziz, agudo hoztenbadugu orekakoak ez diren osagaiak agertuko zaizkig~i: bainita, martentsitae.a.Diagraman ikus daitekeenez, fase bateko bost zati daukagu, Fe,C (zementita)ere, kanpoan egon ai-ren, tartean kontatzen badugu. Fase bateko zatietalcomugetan bifaseko zatiak azaltzen zaizkigu. Adibidez: ferrita eta austenitaartean ferrita eta austenitaz osaturilto bifaseko zati bat azalduko zaigu;berdin austenita eta likidoaran arteanFe-C diagramako traiisformazio seinalagarriak1) Transformazio eutektoidea. Fase solido batetik beste bi fase solidoala alderantziz sortzen duen transformazioari eutektoidea deritzo.

Burdin-Karbmen Oreka-Diagramafe 0.5 i U 1.5 20 2 5 30 3,5 4.0 (5 5.0XdlbOnOd !d5. lrudia- 81 -

A solidoa -,B solidoa + C solidoa -,B solidoa + C solidoaA solidoaC solidoamultzoari eutektoide deritzo.Adibidez, Fe-C diagraman 727°C etan Austenita + Ferrita + Perlitabihurtzen da. Ferrita eta zementitaz osaturiko multzo hau eutektoidea da etauperlitan du izena.Perlita, mikroskopioan txandaz ferrita eta zementita eta xaflatan azaltzenzaigu (6 Ir.) txuri eta beltz (erasoa: nital).2) transformazio eu tektikoa: Fase li kidobatetik beste bi fase solido ala alderantziz sortzenduen transformazioari eutektikoa deritzaio.etaA likidoa -, B solidoa + C solidoaB solidoa + C solidoa + A likidoa \B soyamultzoari eutektiko deritzaio.C solidoatransformazio eutektikoaFe-C diagraman 1148°C etan likidoak . . . Fe Austenita + zementita ematendu. Multzo honi ledeburita deritzaio. Oro har Ctik % 4,3 dauka.ledeburitaLedeburita mikroskopioan austenitarenbarruan bikor-taldetanazaltzen da (7 Ir.).7. lrudia3) Transformazio peritektikoa: fase solido batetik bi fase (bata solidoaeta bestea likidoa) ala alderantziz sortzen dituen transformazioari peritektikoaesaten zaio.

Ez du garrantzi handirik haren ekintza giro-tenperaturan nabaritzen ezdelako.Fe-C aleazioen egituraEgitura ezagutzeko, aleazioak likido zirenetik giro-tenperaturaraino izandituen transformazioak aztertuko ditugu:11 O/O C < 0,00218 altzairuak: Burdin hutsak deritzaie. Likidotik Fey bezalasolidotzen dira, gero austenita bihurtuzeta azkenik erabat ferritara pasatzendelarik. 727"Ctik beheruntz ferritan karbo--nosolugarritasuna gutxituz doa; beraz, karbonoakferritatik alde egin Fe,C (zementita)sortzean. Zementita honi hirugarrenaderitzaio, hondar itxura dauka mikroskopioan(8 Irud.) eta altzairu hauetan bakarriknabaritzen da.8. lrudia2) 0,00218 < C < 0.09 altzairuak: Fe6 bezala solidotzen dira, etageroago austenita bihurtzena u s t e n itaeta ferritaren artekomugara ailegatzen direnean(Puntu 11 fe-rrita hasten da sortzen.(9 Ir.). FerritaTj -- - -berri honek austenitabaino karbono gutxiagoduenez, tenpe- 727t- -- -ratura b e h e r u n t zdoan arabera austenitakarbonoz abe- Fe 0'rasten da. 1iFe#+ fe, C11I11Demagun T, tenperaturana I t z a i rukokarbonoa 2 dela. Altzairuh a u 3 konposiziokoferrita eta4 konposizioko aus- 1qoo2ie0,71tenitaz osatua izangoda. Ferritaren kan-9. lrudia

titatea 2-4 segmentuaren araberakoa izango da teta austenitarena 2-3 segmentuarenaraberakoa (4. ir.].Tenperatura beheruntz doan neurrian, ferrita gehiago sortzen zaigu;eta biak, ferrita eta austenita karbonozaberastuz doaz 727"Craino. 727"Ceanaustenitak O/O C=0,77 izango du etatransformazio eutektoidea jasango du;beiaz perlita bihurtuko gaigu. Ferrita,aldiz karbono hasiko da askatzen, bainoferrita bezala iraungo du.Hortaz, giro-tenperaturan zera izangodugu mikroskopioan (10 irud.):perlita + ferrita. 10. lrudia3) 0,09 < O/O C < 0,017 altzairuak: Ez clira erabat Fez-ra bihurtzen zereneta geratzen den likidoa eta Fe6-ko zatia transformazio peritektiko jasatzenbaitute austenita emanaz. Soberatzen den Fe6 ere austenita bihurtzen da.Hemendik aurrera 2. kasuko transformazioak izango ditugu. Giro-tenperaturan,mikroskopioan, gauza berdina ikusiko dugu; perlita gehiagoarekin halaz ere.4) 0.17 < '/o c< 0,53 altzairuak: Fe6bezala hasten da solido-tzea; 1495"Cean transformazioperitektikoaegiteko baino likido 14952gehiago daukagu; orduan,tenperatura gu- F,&txitzen denean (1 puntuan)Fe6 likido zatiak-, austenita emangodu eta beste puntuan,(2) esate baterako,austenita (kopurua2-3 aren araberakoa etaO/O C 4 puntukoa] etaisurkia (kopurua 2-4arenaraberakoa eta O/O C 3 o,l7puntukoa) izango dugu.11. lrudia5) Puntuan likidoa agortuko zaigu eta hemendik aurrera 2 puntuan ikusiduguna gertatuko da.Mikroskopioan ferrita eta perlita ere ikusiko dugu, baina geroz eta perlitagehiago, O/O C goraka baitoa.0,53

6) 0,53 < O/O C < 0,77 altzairuak: solidotzean austenita ematen dute;ez daukate transformazio peritektikorik. Seigarren irudian ikus daitekeenez,austenita eta likidoko karbono- portzentaia gormtz doa eta likidoko kantitateabehera, tenperatura beheruntz doan neurrian laugarren ataleko 4 eta 5puntu artean gertatzen den bezala. Likido osoa austenita bihurtu denean, biatalean gertatu dena lortuko dugu.Mikroskopioan ferrita gutxi izango dugu; eta karbono portzentaia 0,77baldin bada ez da ferritarik izango, perlita hutsa baizik.7) 0,77 < O/O C < 2,11 altzairuak: solidotzea 5 atalakoena dute, baina,nola O/O C 0.77 daukaten austenita eta austenita Fe, C arteko mugara ailegatzendirenean [l. irud) austenita karbonoagaltzen hasiko da, Fe,Csoutzen (bigarren deitzen dena).Geratzen den austenitak betikotransformazio eutektoidea emangodu, perlita bihurtuz.Mikroskopioan beraz, perlitaneta bikor mugetan Fe,C xafla txuritanaurkituko ditugu (12 ir.].Gutxitan erabiltzen dira altzairuhauek.12. lrudia8) 2,11 < O/O C < 4,3 fundizio txuriak: Fundizioen artean bi mota daukagu.bata diagramam e t a e g onkor moduansolidotzen denaeta mikroskopioz ikusitatxuria agertzendena; hots, fundiziotnciria. Eta beste mo- 4tokoa fundizio grisa,cliagrama e g o n k o rin o d u an solidotzencta mikrosl

duan hozten da baino likidoak [4,3 O/O C) transformazio eutektikoa emangodu, ~ledeburitan emanez.Ledeburita austenitak betiko prozesua jasango du.Mikroskopioan zera ikusikodugu: perlita [austenitatiksortuta) eta ledeburita(bere austenitarekin perlitaeraldutal .9) C > 4,3 fundizio txuriak: solidotzen hacten direnean Fe,C ematendute eta gero likidoak ledeburita. Hurrengo transformazioak 7 atalean bezalakoakizango dira.J. L. NAZABAL