6

แผนภาพเฟสของ เหล็ก-เหลก็ คารไ์ บด์

แผนภาพเฟสของ เหล็ก-เหล็กคารไ์ บด์

เฟอรไ์ รต์ Ferrite : เป็นสารละลายของแขง็ ชนดิ แทรกชอ่ งวา่ งของคารบ์ อนในเหล็กแอลฟา โดย คาร์บอนจะละลายไดส้ งู สุด 0.025% ทอ่ี ณุ หภมู ิ 723 องศาเซลเซยี สและจะละลายไดจ้ นถงึ อณุ หภูมิหอ้ ง

ออสเทนไนต์ Austenite : เป็นสารละลาย ของแข็งชนดิ แทรกชอ่ งว่างของคาร์บอนในเหล็กแกมมา คารบ์ อนจะละลายได้สงู สดุ ถงึ 2 % คาร์บอน ทีอ่ ุณหภมู ิ 1148 องศาเซลเซียส ออสเทนไนตเ์ ปน็ เฟสที่มี ความสาคัญมากในการอบชบุ เหลก็ กล้าด้วยความรอ้ น

ซเี มนไทต์ Cementite : เมื่อปริมาณ คาร์บอนเกนิ กว่าจดุ อิ่มตวั ทีจ่ ะใหส้ ารละลายของแข็ง คารบ์ อนสว่ นเกนิ น้ีจะรวมตัวกบั เหลก็ ให้สารประกอบ ของเหลก็ กบั คารบ์ อน ซึง่ มสี ตู รทางเคมี FeC เรียกวา่ 3 ซเี มนไทต์ มีสมบตั ิแขง็ มากแต่เปราะแตกหกั ง่าย

เฟอร์ไรตเ์ ดลตา : ท่ชี ว่ งอณุ หภมู ิสงู ประมาณ 1492 องศาเซลเซียสจะมสี ารสะลายของแขง็ ระหว่าง เหลก็ กับคาร์บอนทีม่ ีส่วนผสม 0.08 % ทาปฏิกริ ิยากบั เหล็กหลอมเหลวทม่ี ีสว่ นผสมของคารบ์ อน0.55% ให้ สารละลายของแข็งแกมมาหรอื ออสเทนไนตท์ ี่มสี ว่ นผสม คาร์บอน 0.18% ทีอ่ ุณหภูมิ 1492 องศาเซลเซียส

จากแผนภาพเฟสจะมี เส้นนอนขนานกันอยู่ 3 เสน้ ขนานกับแกน เปอร์เซน็ ตค์ ารบ์ อน ท่ี อุณหภมู ิ 1492,1148 และ 723 องศาเซลเซียส ซง่ึ แสดงเสน้ นอนมี ปฏกิ ริ ยิ าท่อี ณุ หภูมิคงที่ Isothermal Reaction โดยปฏิกิรยิ า 3 ปฏกิ ริ ยิ า

ปฏกิ ริ ิยาเพอริเทกติก Peritectic Reaction ปฏิกิริยายูเทกตกิ Eutectic Reaction ปฏกิ ริ ิยายูเทกตอยด์ Eutectoid Reaction

ปฏิกริ ยิ าเพอรเิ ทกตกิ Peritectic Reaction ท่ชี ่วงอณุ หภูมิประมาณ 1492 องศาเซลเซียส จะเกิดปฏกิ ิรยิ า เพอรเิ ทกติก คือ สารละลายของแข็งระหว่างเหลก็ กบั คาร์บอน ที่เรียกว่าเฟอรไ์ รตเ์ ดลตา ที่มคี ารบ์ อนละลายอยู่ 0.08% ทา ปฏิกิริยากบั ของเหลวท่ีมีส่วนผสมของคาร์บอน 0.55% ให้ สารละลายของแข็งแกมมาหรอื ออสเทนไนตท์ ีม่ สี ว่ นผสม คาร์บอน 0.18% ท่อี ุณหภูมิ 1492 องศาเซลเซียส เฟอร์ไรตเ์ ดลตา0.08%C+ของเหลว0.55% ออสเทนไนต0์ .18%C

ปฏิกิริยายูเทกติก Eutectic Reaction ท่ีช่วงอุณหภูมปิ ระมาณ 1148 องศาเซลเซียสโดยของเหลว ทั้งหมดซึง่ มีคารบ์ อนละลายอยู่4.3% จะเปล่ยี นเปน็ ของแขง็ ซง่ึ ผสม 2 เฟสท่มี เี นอ้ื ละเอยี ดสม่าเสมอคือ ออสเทนไนต์และซี เมนไทต์ โดยของผสมยเู ทกตกิ ท่เี กดิ จากการรวมกนั ของเฟสออ สเทนไนตแ์ ละซเี มนไทต์น้เี รียกว่า ลดี ีบไู รต์ Ledeburite ของเหลว 4.3%C ออสเทนไนต์ 2%C + ซเี มนไทต์ 6.67%C

ปฏกิ ิริยายูเทกตอยด์ Eutectoid Reaction เปน็ ปฏกิ ิรยิ าทีเ่ กดิ ในสภาพของแข็ง คอื สารละลายของแขง็ ที่ มีสว่ นผสมและอณุ หภมู ทิ ่ีแน่นอน จะเกิดการเปลี่ยนแปลงเปน็ เฟสของแขง็ พร้อมกนั 2 เฟสพร้อมกันทอ่ี ุณหภมู คิ งท่ี มีการ เกิดนิวเคลยี ส และขายยตัวในเวลาเดยี วกนั โดยเฟสของแข็งทง้ั สองมสี ว่ นผสมทตี่ า่ งกนั เกดิ การแพร่สลับกันไปมาเป็นแถบ บางๆไดโ้ ครงสรา้ งยเู ทกตอยด์เรียกว่า เพิร์ลไลต์ ออสเทนไนต0์ .8%C เฟอรไ์ รต์0.025%C + ซเี มนไทต์ 6.67%C

A3 เส้นที่สาคัญในแผนภาพเฟสของเหลก็ -เหลก็ คารไ์ บด์ A2 สิง่ ทตี่ ้องพิจารณาคอื เส้นอุณหภมู วิ ิกฤติ Critical Temperature ซง่ึ จะ A1 แสดงอาณาเขตของเฟสต่างๆ A1 คอื เส้นแสดงอณุ หภมู ิยเู ทตตอยด์ 723 องศาเซลเซยี ส A2 คอื เส้นทม่ี กี ารเปลย่ี นแปลงสมบัติทางแมเ่ หล็ก 768 องศาเซลเซยี ส แต่ ไม่มีการเปล่ียนแปลงโครงสร้างผลึก Acm A3 คอื เสน้ ทเ่ี รมิ่ มกี ารเปลยี่ นแปลงจากออสเทนไนต์ไปเปน็ เฟอรไ์ รตห์ มด ในขณะที่ปลอ่ ยให้เยน็ และจากเฟอร์ไรตส์ ลายตวั ใหอ้ อสเทนไนต์หมดในขณะ ทาใหร้ ้อนข้ึน Acm คอื เส้นทเ่ี ริ่มเกดิ ซีเมนไทตแ์ ยกตวั จากออสเทนไนตใ์ นขณะเยน็ ตัว และ ซเี มนไทตส์ ลายตวั หมดในขณะทาให้รอ้ นขึน้ ถึงเส้นน้ี