Κράματα Χυτοσιδήρων

Σίδηρος ονομάζεται το κράμα Fe –C με περιεκτικότητα σε C μεταξύ 0 και 0,03 %.

Χάλυβες ή κοινοί χάλυβες ονομάζονται τα κράματα Fe – C με 0,03 % < π(C) < 2,00 %. Πρακτικά όμως χρησιμοποιούμε κοινούς χάλυβες κάτω του 1,5 % σε C. Εκτός των κοινών χαλύβων έχουμε και ειδικούς χάλυβες που σχηματίζονται με προσθήκη άλλων στοιχείων στους κοινούς χάλυβες.

Χυτοσίδηροι ονομάζονται τα κράματα Fe – C με 2,00 % < π(C) < 6,67 %. Οι χυτοσίδηροι διακρίνονται σε λευκούς χυτοσιδήρους (παρουσιάζουν λευκή επιφάνεια θραύσης) και σε φαιούς χυτοσιδήρους (με φαιά επιφάνεια θράυσης). Εάν 2,00 < π(C) < 4,3 % λέγονται και υποευτηκτικά κράματα για π(C) = 4,3 % ευτηκτικό κράμα και για π(C) > 4,3 % υπερευτηκτικά κράματα.

Τα κράματα Fe- C ανήκουν στην κατηγορία συνθέτου τύπου, δηλαδή τα συστατικά του ενώ σε υγρή κατάσταση είναι πλήρως αναμίξιμα σε στερεά κατάσταση είναι εν μέρει αναμίξιμα. Τα κυριότερα εξ αυτών είναι τα εξής:

Ωστενίτης είναι ένα στερεό διάλυμα παρεμβολής και σχηματίζεται όταν στο κρυσταλλικό πλέγμα του γ - Fe, έχει διαλυθεί άνθρακας (με παρεμβολή) σε αναλογία περίπου μέχρι 2 % στη θερμοκρασία των 1130 οC. Στην αναλογία αυτή άνθρακα έχουμε κορεσμένο ωστενίτη. O ωστενίτης είναι αμαγνητικός.

Φερρίτης είναι ένα στερεό διάλυμα παρεμβολής και σχηματίζεται όταν στο κρυσταλλικό πλέγμα του α- Fe διαλυθεί άνθρακας σε αναλογία μέχρι 0,03 % στη θερμοκρασία των 723 °C. Στην αναλογία αυτή έχουμε κορεσμένο φερρίτη. O φερρίτης είναι μαγνητικός μέχρι τους 769°C. Οι μηχανικές του ιδιότητες είναι ίδιες με του καθαρού σιδήρου.

Σεμεντίτης (Fe3C) είναι μια χημική ένωση (καρβίδιο) που σχηματίζεται από το σίδηρο και τον άνθρακα (π(C)= 6,67 %), όταν η περιεκτικότητα του κράματος σε C είναι μεγαλύτερη από 0,03 % (κορεσμός του φερρίτη). O σεμεντίτης είναι πολύ σκληρός και πολύ εύθραυστος.

Λεδεμβουρίτης είναι το ευτηκτικό κράμα Fe – C, το οποίο αντιστοιχεί σε π(C)= 4,3 % (ευτηκτική αναλογία) και θερμοκρασία 1130 oC (ευτηκτική θερμοκρασία), (σημείο C του διαγράμματος), του οποίου η έναρξη και το πέρας της στερεοποίησης συμπίπτουν. Ο λεδεμβουρίτης αποτελείται από πλακοειδείς κρυσταλλίτες εναλλάξ κορεσμένου ωστενίτη (π (C) = 2 %) και σεμεντίτη.

Περλίτης είναι το ευτηκτοειδές κράμα Fe – C, το οποίο αντιστοιχεί σε π(C)= 0,80 % (ευτηκτοειδής αναλογία) και θερμοκρασία 723 oC (ευτηκτοειδής θερμοκρασία), (σημείο S του διαγράμματος), του οποίου η έναρξη και το πέρας του μετασχηματισμού από ωστενίτη σε φερρίτη συμπίπτουν. Ο περλίτης σχηματίζεται από πλακοειδείς κρυσταλλίτες εναλλάξ φερρίτη και σεμεντίτη.