KYP0040 MATERJALITEADUSE ÜLDALUSED - tud.ttu.ee

6.5 Invariantsed reaktsioonid
Invariantsed on reaktsioonid, mis toimuvad siis, kui esinevad koos kolm faasi. Oleme vaadelnud
kaht invariantset reaktsiooni – eutektilist ja peritektilist. Peale nende on veel eutektoidsed ja
peritektoidsed reaktsioonid. Kõik need reaktsioonid ja vastavad diagrammid on esitatud joonisel 6-
15. Reaktsioonid on esitatud jahtumise kohta, kuumutamisel toimuvad reaktsioonid vastupidises
suunas.
Eutektilise reaktsiooni korral muutub vedelik L eutektilise isotermi (horisontaalne joon) otstes
olevateks tahketeks faasideks. Eutektoidne reaktsioon erineb eutektilisest ainult selle poolest, et
vedeliku asemel on tahke lahus, mis muutub kaheks teiseks tahkeks lahuseks. Üks eutektoidne punkt
on diagrammil Cu – Zn (leia see!).
Peritektilise reaktsiooni korral muutuvad peritektilise isotermi otstes eksisteerivad vedelik ja tahke
lahus uueks tahkeks lahuseks. Peritektoidse reaktsiooni korral on vedeliku asemel teine tahke lahus,
nii et reageerivad kaks tahket lahust ja tekib kolmas tahke lahus.
6.6 Sulamite omaduste sõltuvus koostisest
Nagu oleme näinud, on sulamite omaduste sõltuvus koostisest erinevat tüüpi sulamite korral erinev.
Joonisel 6-21 on esitatud seosed sulamite faasidiagrammide ja omaduste sõltuvuse vahel koostisest
(nn koostis – omadus diagrammid).
Isomorfse sulami (üks piiramatu tahke lahus) korral on sõltuvus mittelineaarne. Mehaanilise segu
tekkimisel sõltuvad omadused koostisest lineaarselt. Kui lahustuvus tahkes olekus on piiratud, siis
ühe tahke lahuse esinemise piirkonnas sõltuvad omadused koostisest mittelineaarselt, tahkete lahuste
mehaanilise segu tekkimise piirkonnas on sõltuvus aga lineaarne.
6.7 Süsteem raud – süsinik (Fe – C)
Faasidiagramm süsteemile Fe – C puhtast rauast kuni süsiniku 6,7%-ni on esitatud joonisel 6-16.
Puhtal raual esineb allpool sulamistemperatuuri (1538 o C) kaks kristallstruktuuri muutust.
Madalal temperatuuril on stabiilne α-raud (ferriit), mis omab RTK võret. Temperatuuril 912 o C läheb
see üle γ-rauaks (austeniidiks), mis omab TTK võret. Temperatuuril 1394 o C muutub struktuur uuesti
RTK võreks (erineva võrekonstandiga) ja tekib δ-raud.
Diagramm on välja joonistatud kuni 6,7%-ni süsinikku, mis vastab keemilisele ühendile – Fe 3 C
(tsementiit). Süsiniku lahustumisel rauas läheb ta võrevahelistesse tühimikesse kõigi tahkete lahuste
korral. α ja δ-rauas (st RTK võres) on lahustuvus väga väike, kuna tühimikud on sellise kujuga, et C
aatomid ei mahu ära.
Austeniit on stabiilne ülalpool 727 o C, seal on C lahustuvus tunduvalt suurem (max 2,14%). Terase
termilisel töötlemisel on faasiüleminekud seoses austeniidiga väga suure tähtsusega. Tsementiit
tekib, kui süsinikku on rohkem, kui lahustub α või γ-rauas. Ta on äärmiselt kõva ja rabe.
Diagrammil on eutektiline, eutektoidne ja peritektiline isoterm, kus toimuvad vastavad reaktsioonid:
L(4,3%C) ↔ γ + Fe3C
γ(0,76%C)
↔ α + Fe3C
L + δ ↔ γ
26