Demir Karbon Denge Diyagramı Nedir ?

Demir karbon denge diyagramı, demir ve karbonun oluşturduğu alaşımların farklı sıcaklık ve bileşimlerde hangi fazlara sahip olduğunu gösteren bir grafiktir. Demir karbon denge diyagramı, metalurji biliminde çeliklerin ve dökme demirlerin özelliklerini, ısıl işlemlerini ve uygulama alanlarını belirlemek için önemli bir araçtır.

Demir karbon denge diyagramı, iki farklı şekilde çizilebilir: demir-sementit denge diyagramı ve demir-grafit denge diyagramı. Demir-sementit denge diyagramı, demir ve karbonun Fe3C adı verilen bir bileşik oluşturduğunu varsayar. Demir-grafit denge diyagramı ise, demir ve karbonun elementel karbon (grafit) olarak ayrıştığını varsayar. Bu iki diyagram arasındaki fark, alaşımların soğutma hızına bağlıdır. Yavaş soğutma durumunda, demir-grafit denge diyagramı daha gerçekçi bir sonuç verir. Hızlı soğutma durumunda ise, demir-sementit denge diyagramı daha gerçekçi bir sonuç verir.

Demir karbon denge diyagramında, alaşımların içerdiği karbon miktarına göre farklı isimler verilir. %0 ile %2 arasında karbon içeren alaşımlara çelik, %2 ile %6.67 arasında karbon içeren alaşımlara dökme demir denir. Çelikler ve dökme demirler, farklı fazlardan oluşabilir. Bu fazlar şunlardır:

• Alfa demir (ferrit): Karbon içermeyen veya çok az miktarda karbon içeren saf demirdir. Yumuşak, sünek ve kolay işlenebilir özelliktedir. Oda sıcaklığında vücut merkezli küp kristal yapısına sahiptir.
• Gama demir (östenit): En fazla %2 karbon çözebilen demirdir. Sert, tok ve ısıl işleme duyarlı özelliktedir. 910°C ile 1394°C arasındaki sıcaklıklarda yüzey merkezli küp kristal yapısına sahiptir.
• Delta demir: En fazla %0.1 karbon çözebilen demirdir. Alfa demire benzer özelliktedir. 1394°C ile 1538°C arasındaki sıcaklıklarda vücut merkezli küp kristal yapısına sahiptir.
• Sementit: Demir ve karbonun Fe3C bileşiğidir. Çok sert, kırılgan ve aşınmaya dirençli özelliktedir. Oda sıcaklığında hegzagonal kristal yapısına sahiptir.
• Grafit: Elementel karbondur. Yumuşak, kaygan ve elektrik iletkenliği yüksek özelliktedir. Oda sıcaklığında hegzagonal kristal yapısına sahiptir.
• Perlit: Ötektoid noktada (%0.8 C) oluşan ferrit ve sementitin lameller halinde birleşmesidir. Sertlik ve tokluk arasında bir denge sağlar.
• Ledeburit: Ötektik noktada (%4.3 C) oluşan östenit ve sementitin birleşmesidir. Çok sert ve kırılgandır