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2. Il sistema binario Fe-C.

Il carbonio � un elemento fortemente gammageno. Grazie a questo, ed al fatto che permette la formazione dei carburi, il carbonio gioca un ruolo particolare nelle leghe ferrose. Esso � in effetti sempre presente. Il sistema binario Fe-C serve da riferimento per lo studio di tutte le leghe ferrose.

 

2.1. Le fasi.

L�insieme delle leghe binarie Fe-C presentano le seguenti fasi:

� Ferrite a : Soluzione solida interstiziale di carbonio nel ferro a (solubilit� massima dello 0.02% in massa a 727�C). La ferrite a � CCC.

� Ferrite d : Soluzione solida interstiziale di carbonio nel ferro d (solubilit� massima dello 0.1% in massa a 1487�C). La ferrite d � CCC.

� Austenite g : Soluzione solida interstiziale di carbonio nel ferro g. L�austenite � CFC.

� Cementite o carburo di ferro Fe3C : La sua composizione corrisponde ad un tenore in C del 6.67% in massa. Questo carburo � un composto interstiziale a reticolo ortorombico. La cementite � un carburo metastabile, che tende a decomporsi in ferrite (oppure austenite) e grafite, secondo la:

Fe3C � 3 Fe + Cgr         DH = -23 kJ/mol

In effetti questa trasformazione non si manifesta che a temperature sufficientemente elevate ed in condizioni particolari.

� Carbonio puro (grafite) Cgr : La solubilit� del ferro nel carbonio � nulla. La grafite � la forma stabile della fase ricca in carbonio nel sistema Fe-C.

 

2.2. I diagrammi di equilibrio del sistema Fe-C.

Il sistema binario Fe-C pu� subire due tipi di evoluzione, secondo che la fase ricca in carbonio che si forma sia la cementite (Fe3C) (figura 3) oppure la grafite (Cgr) (figura 4).

 

Fig. 3

 

Fig. 4

 

Se la fase ricca in carbonio che si forma � Fe3C, l�evoluzione del sistema � descritta dal diagramma metastabile. Se la fase ricca in carbonio che si forma � Cgr, l�evoluzione del sistema � descritta, nelle condizioni di equilibrio, dal diagramma stabile. Questi due tipi di evoluzione non si hanno mai simultaneamente.

I due diagrammi sono caratterizzati da:

� Una trasformazione eutettica:

- diagramma metastabile:

 

- diagramma stabile:

 

 

� Una trasformazione eutettoidica:

- diagramma metastabile:

 

- diagramma stabile:

 

� Una trasformazione peritettica comune:

 

 

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