Demir Karbon Denge Diyagramı

Daha önce birçok kere demir karbon denge diyagramından bahsetmiştik. Bugün denge durumunda yani yavaş soğutma yapıldığında oluşacak olan –kararlı yapı, atomların rahatça hareket edebildiği, difüzyonun sağlandığı- iç yapılardan bahsetmek istiyorum.

Fe-C denge diyagramı 

Burada ilk önce bahsetmemiz gereken çeliğin 3 faz durumudur. Bunlar;

δ γ α fazlarıdır. δ fazı 1392 °C’de A4 sıcaklığında γ yani östenit fazından dönüşen bir fazdır. HMK kafes yapısındadır.

γ yani östenit fazı α yani ferrit fazından 911 °C’de dönüşen bir fazdır. YMK kafes yapısındadır.

α yani ferrit fazı da HMK kafes yapısına sahiptir.

Diyagramda görüldüğü gibi C miktarı malzemenin çelikler veya dökme demirler şeklinde ayrılmasına neden olur. C miktarı %2’ye kadar olan malzemeye çelik, %2-6.6 C oranına sahip malzemeye ise dökme demirler denir.

Burada diyagramı okumak çok önemlidir. Örneğin elimizde %0.5 oranında C içeren bir çeliğimiz olsun ve yavaş soğutma ile oluşacak olan yapılara tek tek bakalım.

Sıvı alaşım > δ fazı oluşmadan γ + sıvı alaşım > Sadece γ > γ + α > α + perlit

Görüldüğü gibi sıvı alaşımdan öncelikle YMK kafes yapısına sahip östenit tanecikleri, ardından sıvı alaşımın tamamı östenit ve yaklaşık 800 °C’lerde ferrit ve östenitin birlikte bulunduğu faz ve son olarak ferrit ve perlitin birlikte yer aldığı bir iç yapı oluşumu söz konusu.

Burada bir başka bilinmesi gereken nokta ise ötektoid ve ötektik noktası, altı ve üstü dediğimiz kritik durum. Ötektoid noktası yani C oranının %0.8 olduğu noktada faz %100 perlittir. Yukarıda örneğini verdiğim %0.5 C içerikli yapıda perlit + ferrit fazları bulunur. %0.8-2 C içeren yani ötektoid üstü denilen bölgede ise perlit + 2. sementit fazları görülür. 

Ötektik noktası ise %4.3 C içerikli noktada görülür. %2-4.3 arası ötektik altı denilen ve perlit + ledeburit + ikincil sementit fazlarının bir arada görüldüğü aralıktır. Ledeburit fazı perlit ve sementit fazlarının bir arada olduğu çok sert ve kırılgan bir fazdır. %4.3-6.6 arası ötektik üstü denilen ve sementit + ledeburit fazlarının bir arada görüldüğü aralıktır. Burada bir başka bilmemiz gereken detay, ötektik üstünde oluşan sementit sıvı fazdan katılaşırken oluştuğu için 1. sementittir fakat ötektik altında oluşan sementit sıvıdan değil çökelme ile oluştuğu için ikincil sementit adını alır.