převzato z cs.wikipedia.org

Ocel je slitina železa, uhlíku a dalších legujících prvků, která obsahuje méně než 2,14 % uhlíku. V praxi jsou jako ocele označovány slitiny, které obsahují převážně železo, a které je možno přetvářet v další sloučeniny. Při obsazích uhlíku vyšších než 2,14 % hovoří se o litinách. Zde je uhlík vyloučen jako grafit nebo cementit. Může se vyskytovat ve více fázích (Austenit, Ferit, Perlit, Ledeburit, Cementit), které popisuje fázový binární diagram železo-uhlík.

převzato z http://www.vscht.cz/met/stranky/vyuka/labcv/labor/fm_tepelne_zprac_oceli/fec.htm

Čisté železo se vyskytuje ve dvou krystalických modifikacích: Při teplotě pod 911°C je stabilní železo s kubickou prostorově centrovanou mřížkou (BCC), které označujeme jako α-Fe. Při teplotách v intervalu 910 – 1392°C má železo kubickou plošně centrovanou mřížku (FCC) a označuje se γ-Fe. Nad teplotu 1392°C je stabilní opět modifikace s kubickou prostorově centrovanou mřížkou a nazývá se δ-Fe. Bod tání čistého železa je 1539°C.
Hlavním příměsovým prvkem ve slitinách železa je uhlík, který tvoří se železem intersticiální tuhý roztok. Tuhý roztok uhlíku v α-Fe se nazývá ferit. Rozpustnost uhlíku v α-Fe je velmi nízká (max. 0,018% při teplotě 723°C). Tuhý roztok uhlíku v γ-Fe se nazývá austenit. Rozpustnost uhlíku v γ-Fe je podstatně vyšší (max. 2,11% při teplotě 1147°C). Tuhý roztok uhlíku v δ-Fe se označuje jako δ-ferit.
Při vyšším obsahu uhlíku než udává uvedená rozpustnost dochází k vylučování karbidu železa Fe3C (cementitu), případně grafitu.
Oblasti stability jednotlivých strukturních složek za rovnovážných podmínek znázorňuje rovnovážný fázový diagram železo – uhlík. Podle toho, zda se při krystalizaci vylučuje cementit nebo grafit, rozlišujeme tzv. stabilní systém Fe-C (železo – grafit) a metastabilní systém Fe-Fe3C (železo – cementit). Ke krystalizaci podle stabilního rovnovážného diagramu Fe-C dochází u slitin železa s obsahem C vyšším než 2,11% při velmi nízkých rychlostech ochlazování. Slitiny železa s méně než 2,11% uhlíku krystalizují prakticky vždy podle metastabilního diagramu Fe-Fe3C (obr.1).
Při krystalizaci slitin železa může docházet podle obsahu uhlíku k peritektické, eutektické a eutektoidní přeměně.
Peritektickou přeměnou, probíhající při teplotě 1492°C, dochází reakcí δ-feritu a taveniny ke vzniku austenitu.
Eutektickou přeměnou, která probíhá při teplotě 1147°C, vzniká v případě krystalizace podle metastabilního diagramu ledeburit, což je eutektická směs austenitu a cementitu. V případě krystalizace podle stabilního diagramu vzniká eutektickou přemenou grafitické eutektikum – eutektická směs grafitu a austenitu.
K eutektoidní přeměně dochází při teplotě 723°C a takto vzniká perlit – lamelární směs feritu a cementitu.
Pro praktické použití jsou rozhodující tyto křivky diagramu:

-A1 - eutektoidní teplota systému železo – uhlík
-A3 – křivka vymezující dolní hranici oblasti stability austenitu při obsahu uhlíku nižším než 0,8%. Při ochlazování se při překročení této čáry začíná z austenitu vylučovat ferit.
-Acm – křivka vymezující dolní hranici oblasti stability austenitu při obsahu uhlíku 0,8 - 2,11%. Při ochlazování se při překročení této čáry začíná z austenitu vylučovat cementit.

Obr.1: Rovnovážný diagram metastabilní soustavy Fe-Fe3C

Gonza vložil tyto přílohy:

převzato z http://www.vscht.cz/met/stranky/vyuka/labcv/labor/fm_tepelne_zprac_oceli/fec.htm

Rozdělení technických slitin železa

Technické slitiny železa se rozdělují podle obsahu uhlíku na oceli (méně než 2,11% C) a litiny (více než 2,11% C).
Oceli se dále dělí na podeutektoidní (do 0,8% C), eutektoidní (cca 0,8% C) a nadeutektoidní (0,8 – 2,11%C). Struktura podeutektoidních ocelí je za normální teploty tvořena feritem a perlitem, nadeutektoidní oceli obsahují perlit a cementit. Strukturu eutektoidních ocelí tvoří pouze perlit.
Litiny, které vznikly krystalizací podle metastabilního diagramu, a tudíž obsahují ve struktuře cementit, se nazývají bílé litiny. Krystalizací podle stabilního diagramu vznikají tzv. šedé litiny, které obsahují grafit.


Krystalizace a překrystalizace ocelí

Dále bude popsán mechanismus krystalizace podeutektoidních ocelí ( slitina I, II, III), eutektoidní (slitina IV) a nadeutektoidní oceli (slitina V).
Nad křivkami likvidu (obr.2) existuje pouze homogenní tavenina. Když u slitiny I (0,05% C) klesne teplota pod teplotu likvidu (bod a1), začne se z taveniny vylučovat tuhý roztok uhíku v železe δ, δ-ferit. V průběhu dalšího ochlazování se mění složení δ-feritu podle křivky solidu a složení taveniny podle křivky likvidu. Při teplotě odpovídající a2 ztuhnou poslední zbytky taveniny a struktura bude tvořena homogenními krystaly -feritu. Při teplotě a3 je δ-ferit přesycen uhlíkem a překrystalizací se z něho vylučuje austenit. S klesající teplotou ubývá feritu a přibývá austenitu. Zároveň se mění složení obou tuhých roztoků. Pod teplotou a4 je struktura slitiny tvořena homogenními krystaly austenitu. Tato struktura je stabilní až do teploty a5 (pro sledovanou ocel teplota A3), kdy se z austenitu začne vylučovat α-ferit. První krystaly feritu vznikají na hranicích austenitických zrn a mají velmi nízký obsah uhlíku. Pi teplotě 760°C (A2) se dosud paramagnetické krystaly α-feritu stávají feromagnetickými. Při teplotě 723°C (teplota A1), což je teplota eutektoidní, bude v rovnováze ferit s obsahem 0,018% C a austenit o složení eutektoidním. Austenit o eutektoidním složení je nasycen uhlíkem a bude se při konstantní teplotě rozpadat na ferit a cementit. Tato eutektoidní struktura má stálý poměr feritu a cementitu, vyskytuje se nejčastěji ve formě lamel a nazývá se lamelární perlit. Vznikající cementit se označuje jako perlitický cementit nebo eutektoidní cementit. Při dalším chladnutí se snižuje rozpustnost uhlíku v α-feritu a přebytečný uhlík se vylučuje jako terciární cementit. Je-li uhlíku méně než 0,018%, vylučuje terciární cementit po hranicích feritických zrn. Je-li ho více, ukládá se k již vyloučenému perlitickému cementitu. Po zchladnutí bude struktura tvořena feritem a perlitem.
-Slitina II (0,12%C) začíná tuhnout v bodě b1, kdy se z taveniny vylučují první krystaly α-feritu. V bodě b2 – peritektická teplota – jsou v rovnováze tři fáze: δ-ferit, austenit a tavenina. Při peritektické teplotě dojde k reakci podle schématu: δ-ferit + tavenina <--> austenit
Tato reakce probíhá tak dlouho, dokud nevymizí jedna fáze, tedy v našem případě dokud se nespotřebuje všechna tavenina. Část δ-feritu zůstane zachována a s klesající teplotou se bude měnit na austenit (v intervalu teplot b2 až b3). V intervalu teplot b3 až b4 je stabilní homogenní austenit. K dalším změnám dochází až při dosažení teploty A3 (bod b4), kdy se z austenitu začne vylučovat ferit. Při eutektoidní teplotě se zbylý austenit rozpadne na perlit. Další chladnutí oceli způsobí vylučování terciárního cementitu. Struktura oceli po zchladnutí bude tvořena feritem a perlitem. Perlitu však bude více než u slitiny I.
-Slitina III (0,4% C) začíná tuhnout při teplotě c1. Z taveniny se vylučují krystaly -feritu až do peritektické teploty. Peritektická reakce probíhá za přebytku taveniny, takže výsledkem reakce bude směs δ-feritu a taveniny, která v intervalu teplot c2 až c3 bude tuhnout jako austenit. Další zmny struktury jsou obdobné jako u slitin I nebo II s tím, že perlitu bude opět víc. Z obr. 2 je zřejmé, že slitiny s obsahem uhlíku do 0,5% začínají krystalovat vylučováním -feritu, zatímco u slitin s vyšším obsahem uhlíku krystaluje z taveniny přímo austenit.
-Slitina IV (0,765%C) je ocel přesně eutektoidní. Krystalizace začíná při teplotě likvidu (bod d1) vylučováním krystalů austenitu a končí při teplotě d2. Další změny nastávají při teplotě eutektoidní – A1 – kdy se austenit rozpadne na perlit. Pod touto teplotou je struktura oceli perlitická.
-Slitina V (1,5% C) je ocelí nadeutektoidní. Krystalizace začíná v bodě e1, kdy se z taveniny vylučují přímo krystaly austenitu. Po skončení krystalizace (interval e1 až e2) je slitina tvořena homogenním austenitem. Překrystalizace austenitu začíná na křivce změny rozpustnosti uhlíku v austenitu (křivka Acm). Při teplotě e3 je austenit nasycen uhlíkem a při dalším poklesu teploty se uhlík bude vylučovat jako sekundární (segragační) cecmentit po hranicích zrn austenitu. Při eutektoidní teplotě dosáhne koncentrace uhlíku v austenitu eutektoidní koncentrace a austenit se rozpadne na perlit. Struktura nadeutektoidní oceli je tedy tvořena perlitem a sekundárním cementitem, který tvoří jemné síťoví kolem původních hranic zrn austenitu.

Obr.2: Krystalizace a překrystalizace ocelí

Gonza vložil tyto přílohy:

Legující prvky ocelí http://www.knife.cz/Knifecz/tabid/36/ctl/Details/mid/381/ItemID/40/Default.aspx

Technické slitiny železa - základní rozdělení

Příloha / Přílohy:
technické_slitiny_železa_základní_dělení.pdf (121kb) staženo 738 time(s).

převzato z http://strojirenstvi-mechanika.blogspot.com/2010/11/9-metastabilni-diagram-krystalizace.html

Metastabilní diagram, krystalizace a překrystalizace oceli, výsledná struktura

- při teplotách nad ACD jsou všechny slitiny železa a uhlíku v tekutém stavu, - ACD zvané likvidus udávají teploty začátku tuhnutí taveniny, AECF zvané solidus udávají teploty konce tuhnutí, - při teplotách pod AECF jsou slitiny železa a uhlíku v tuhém stavu

- 1.č. - ochlazuje-li se např. ocel s obsahem 0,6 % uhlíku z tekutého stavu začne tuhnout při teplotě odpovídající bodu kde se pomyslná svislice dotkne čáry likvidu, tj. z taveniny se začnou vylučovat krystaly tuhého roztoku uhlíku v železe „gama“, kterým se říká austenit, a to až do teploty odpovídající bodu kde se svislice dotkne čáry solidu kdy je již všechna ocel ztuhlá

- změnila se v austenit který se nemění až do teploty odpovídající bodu na čáře GS kdy se z něho až do teploty odpovídající bodu na čáře PS (727 °C) vylučuje čisté železo „alfa“, zvané ferit, - při teplotě 727 °C se zbylý austenit změní v perlit, tj. směs jemných krystalů feritu a cementitu, - čára GS udává teploty kdy se z austenitu začne vylučovat ferit a to až do teploty 727 °C
- dalším ochlazením se ferit již nemění, - při ochlazování oceli s obsahem uhlíku 0,8 % se austenit nemění až do teploty 727 °C kdy se všechen promění v eutektoid zvaný perlit

- 2.č. - u ocelí s obsahem uhlíku 0,8 % až 2,14 % se z austenitu při teplotách které udává čára SE začnou vylučovat krystaly cementitu (karbidu železa), a to až do teploty 727 °C kdy se zbylý austenit přemění v perlit, kdežto cementit se již nemění, - protože se cementit vyloučil až v tuhém stavu, říkáme mu sekundární čili segregační
- uvedené změny austenitu v perlit však nastanou jen při dostatečně pomalém ochlazování

- 3.č. - u technických ocelí slitin železa s obsahem uhlíku 2,14 % až 4,3 % se do konce tuhnutí všechna tavenina v austenit nezmění a při teplotě 1147 °C, dané čarou EC, její zbytek tuhne v ledeburit a sekundární cementit, - při teplotě 727 °C se austenit změní v perlit, - tavenina s obsahem 4,3 % uhlíku ztuhne najednou při teplotě 1147 °C na eutektikum zvané ledeburit

- 4.č. - z chladnoucí taveniny obsahující 4,3 % až 6,67 % uhlíku se při teplotách daných čarou CD začnou vylučovat krystaly primárního cementitu a to až do teploty 1147 °C kdy zbylá tavenina ztuhne v ledeburit

- čára ECF, zvaná eutektikála, udává teplotu při níž chladnoucí tavenina ztuhne v ledeburit, - čára MOSK udává teploty při nichž ohřívaná slitina ztrácí magnetičnost, - čára PSK, zvaná eutektoidála, udává teplotu 727 °C při níž se z chladnoucí slitiny železa s obsahem uhlíku až do 4,3 % mění zbylý austenit v perlit

- v oblasti teplot nižších než 727 °C se vyskytují různé strukturní složky, - u ocelí s malým obsahem uhlíku, až do 0,77 %, jsou to krystaly feritu a perlitu, - těmto ocelím se říká podeutektoidní, - protože jsou krystaly feritu a perlitu měkké, mají přirozenou měkkost i tyto oceli, - jsou to oceli konstrukční, - jejich významnou vlastností je houževnatost

- oceli s 0,77 % uhlíku jsou složeny jen z jemných krystalů perlitu (eutektoidu), - jsou to oceli eutektoidní neboli perlitické

- oceli obsahující více než 0,77 %, ale nejvýš 2,11 % uhlíku, jsou oceli nadeutektoidní, - jsou složeny z jemných krystalů perlitu a z tvrdých krystalů sekundárního cementitu, mají přirozenou tvrdost a jsou dobře kalitelné, - jsou to oceli nástrojové
- slitina obsahující 4,3 % uhlíku je v pevném stavu složena pouze z krystalů ledeburitu (eutektikum)
- slitiny s větším obsahem uhlíku než 4,3 % jsou složeny z krystalů ledeburitu a primárního cementitu

- litiny jsou poměrně velmi křehké a málo pevné, protože mají velký obsah uhlíku, buď v podobě grafitu (šedá litina), nebo cementitu (bílá litina)

- základní strukturní složky ocelí jsou austenit, ferit a sekundární cementit, - u surových želez a litin je to primární cementit a grafit
- ostatní strukturní složky jsou z těchto základních složeny (např. perlit je složen z jemných krystalů feritu a cementitu) nebo z nich vznikají (např. martenzit rychlým ochlazením austenitu při kalení oceli, temperový uhlík je rozpadem cementitu při temperování odlitků z bílého surového železa apod.), - Ferit je nejměkčí a cementit nejtvrdší součástí technických slitin železa
- krystaly austenitu jsou měkké, houževnaté a tvárné, - proto se těchto vlastností využívá při tváření ocelí za tepla

teploty bodů a čar

A 1538 º C
H-J-B 1495 º C
N 1394 º C
E-C-F 1148 º C
G 911 º C
M-O 760 º C
P-S-K 727 º C
D 1380 º C
E’-C’-F’ 1154 º C
P’-S’-K’ 738 º C

Gonza vložil tyto přílohy:

Ahoj lidi.
Dělám nože po dlouhý době takže se trohu poptávám..
Mám rychlořezku 19 800 jak moc je vhodná na nože? Slyšel jsem, že prý je sice tvrdá, ale křehká i po popouštění, jak to je?
Díky moc!

...rychlořezka 19 800,19 810,to je Radeco...je to super materiál na soustružnické nože,ale je pravda,že je to křehké a i vyžíhání není žádná sranda...podle mě to v domácích podmínkách jen tak nepůjde...a při domácím "vyžíhání" ti zhrubne zrnitost a je to ještě křehčí...nůž by z toho musel být super,ale podle mě tak do kuchyně a jen tak na takové to "domácí" krájení...jinak buď rád,že jsi majitelem,tahle ocel se už nevyrábí a blbě se shání...

Mám taky pár tyček radeka a křehké to je dost. Jednou mi spadla ta tyčka rozměru cca 4x4x100mm na kovadlinu z ruky a byla vejpůl.
Odpích jsem jí jen abych věděl a měla 65HRC.

Jenom taková drobná zajímavost, na android marketu (telefony s androidem) je aplikace, která se jmenuje Knife Steel Compositions a jsou tam vypsané složení velké spousty ocelí.

Původně jsem to chtěl vložit,ale je to moc velký soubor.Tak jen odkaz .
Hmmm... tak ani to mi nejde.
Je to PDF soubor na tomto odkazu.Druhý odspodu. http://www.google.cz/search?sourceid=navclient&aq=hts&oq=&hl=cs&ie=UTF-8&rlz=1T4GGNI_csCZ481CZ481&q=Nauka+o+materi%c3%a1lu+II

Zase budem mat co robit cez dlhe zimne vecery.

To Gonza:
Udělej to tak že si to stáhneš a pak to hoď na leteckou poštu a sem dej link .
Takže zde je link na ty materiály: leteckaposta.cz/571105107

Moc nechapem naco to kopirovat este tam. Staci si to skopirovat z povodnej adresy, pre lenivych:

vosup.phorum.cz/doc/materialy1.pdf

Pěkný den přeji
Pokud hledáte zajímavé čtení (nebo listování obrázků ) o výrobě železa a příbuzných tématech, stojí za to prohlédnout si knihu De re metallica od Georgii Agricolae.
( http://en.wikipedia.org/wiki/De_re_metallica )
Existuje několik překladů a jsou i na netu např. anglický http://www.farlang.com/gemstones/agricola-metallica/page_001 , mně se včera poštěstilo mít v ruce vydání v němčině.

Edit. Ještě odkaz na českou wiki: http://cs.wikipedia.org/wiki/De_re_metallica_libri_XII

Přeji příjemné čtení
Ondřej

Přesně to jsem zkoušel,ale tady ten odkaz byl neaktivní

Takze ti ten moj odkaz nefunguje? Lebo mne ano, bez problemov.

Funguje bez obtíží.Nefungoval,když jsem se ho snažil vložit do mého původního příspěvku.Zřejmě problém mezi židlí a klávesnicí

Část v češtině je tady http://muzeum.mineral.cz/hornictvi/jiri-agricola/
a občas je k mání http://www.antikvariaty.cz/index.php?action=ShowPicture&id=132579

Gonza: Ahoj jo ten odkaz z antikvatiátu jsem viděl, asi budu dlouho šetřit .
A díky za odkaz v češtině, jen škoda, že tam není přeložena ta 9 kapitola o zpracování železných rud. Tu jsem ještě česky nenačel.
Měj se Ondřej

Prosím o odpověd.
Nevím na jaké vlákno to dát ,tak se zeptám zde.Co je prosím zač ocel AN58 ,díky.