DIAGRAMMA DI STATO Fe - C Prof. G. Poli Univ. di Modena e Reggio Emilia Adattamento da: Prof. F. Iacoviello,Univ. di Cassino Prof. A. Tiziani, Univ. di Padova

Ferro puro Densità ρ (20°C): 7,870 Mg/m 3 Rm = MPa Re = MPa A% = 40-50% Z = 80-95% HB = E = 210 GPa Oltre alla fusione, il ferro puro presenta due trasformazioni di fase allo stato solido; le temperature corrispondenti vengono indicate con A3 ed A4 (nelle condizioni di equilibrio).

Allotropia nel Fe puro

Influenza degli elementi di lega Il Fe forma delle leghe con un elevato numero di elementi. La messa in soluzione di elementi di lega nel Fe comporta lo spostamento dei punti A3 ed A4. Si definiscono alfageni quegli elementi che stabilizzano la fase ccc, aumentando la temperatura del punto A3 e diminuendo quella del punto A4. Si definiscono gammageni quegli elementi che stabilizzano la fase cfc, diminuendo la temperatura del punto A3 ed aumentando quella del punto A4.

Elementi fortemente gammageni Elementi debolmente gammageni

Elementi fortemente alfageni Elementi debolmente alfageni

Soluzioni solide di equilibrio nel sistema Fe-C: Ferrite α = soluzione solida interstiziale di C in ferro ccc stabile fino a 911 o C. La massima solubilità si ha a 723 o C e vale circa 0,02%, mentre a temperatura ambiente si riduce a un terzo: in pratica è ferro tecnicamente puro. Ferrite δ = soluzione solida interstiziale di C in ferro ccc stabile oltre 1392 o C. La solubilità massima è in questo caso di 0.09% a 1493 o C. Austenite = soluzione solida interstiziale di C in ferro cfc, stabile tra 723 e 1493 o C detta anche fase γ. La solubilità è massima a 1143 o C (temperatura eutettica) e vale circa 2,06%.

Diagramma Fe-C: sistema metastabile tratto intero; sistema stabile tratto tratteggiato

Campo di stabilità del sistema monofasico ferrite 

Campo di stabilità del sistema monofasico ferrite 

Campo di stabilità del sistema monofasico austenite 

Punti critici nel sistema Fe-C Definizioni: A 1 = luogo dei punti T limite inferiore di esistenza di  C) A 3 = Luogo dei punti T che separano il campo di  da quello del sistema bifasico  A 4 = Luogo dei punti T che separano il campo di  da quello del sistema bifasico  A cm = Luogo dei punti T che separano il campo di  da quello del sistema bifasico  Fe 3 C Punto T = valore di temperatura Per ognuno dei punti critici si possono distinguere: Ae : T di equilibrio della trasformazione Ac : T alla quale la trasformazione avviene mediante riscaldamento Ar : T alla quale la trasformazione avviene mediante raffreddamento

Punti critici nel sistema Fe-C A1A1 A3A3 A4A4 A cm

Forma semplificata del diagramma di stato: Si considera nulla la solubilità del C nel reticolo ccc del ferro α; Si trascura l’esistenza della reazione peritettica; Una semplificazione

Suddivisioni convenzionali

Diagramma Fe-C: il campo degli acciai

La struttura dell’acciaio eutettoidico

Le strutture degli acciai ipoeutettoidici

Le strutture degli acciai ipereutettoidici

SISTEMA Fe – C: riassunto fasi e strutture