Bazele Teoretice ale Tratamentelor Termice

PROPRIETĂŢILE CONSTITUENŢILOR STRUCTURALI REZULTAŢI ÎN URMA… 129
5.1 Austenita
Fig. 5.1 Celula cristalină a austenitei:
a) Fe γ (C); b) Fe γ .
Austenita este o soluţie solidă de carbon în fierul , are reţeaua
cristalină a fierului adică CFC. Locul liber din centrul celulei elementare
(1,02÷3,68Å) creează posibilitatea dizolvării unor cantităţi relativ mari de
carbon în această celulă. Solubilitatea maximă a carbonului în austenită este
de 2,11%C în greutate la temperatura de 1148 0 C sau aproximativ 5%C în
atomi. Atomul de carbon se amplasează în centrul reţelei CFC sau în
mijlocul muchiilor. Din punct de vedere cristalografic saturaţia maximă a
austenitei cu carbon se realizează prin completarea tuturor golurilor din
reţeaua CFC ( fig. 5.1). În acest caz concentraţia carbonului în austenită ar fi
de 50% în atomi şi aproximativ 20% în greutate. Deoarece concentraţia
atomică efectivă a carbonului nu poate fi mai mare de circa 5%, deci de 10
ori mai mică, la saturarea maximă a austenitei cu carbon numai 10% din
goluri sunt ocupate cu atomi de carbon, adică un atom de carbon revine în
medie la 2,5 celule elementare.
Carbonul în austenită se află
în stare parţial ionizată, iar carbonul
este probabil dublu ionizat, adică
din învelişul electronic al carbonului
participă doi electroni la formarea
norului comun al cristalului.
Prezenţa a doi atomi de carbon întro
singură celulă este puţin probabilă
( sau poate chiar imposibilă )
deoarece atomii de carbon având
aceeaşi sarcină în fierul se resping electrostatic. Prezentarea schematică a
structurii austenitei este arătată în figura 5.1a), de unde se observă că reţeaua
austenitei este alcătuită din ioni de fier cu sarcină pozitivă între care este
inclus un ion de carbon tot cu sarcină pozitivă. Dizolvarea C şi N în fierul
provoacă o creştere a parametrului reţelei.
Austenita este plastică, puţin dură, paramagnetică, rezistentă la
coroziune, are cea mai mare greutate specifică şi cel mai mic volum specific
dintre toţi componenţii aliajelor Fe-C, ceea ce înseamnă că la formarea
austenitei (la încălzire) are loc o micşorare de volum, iar la transformarea ei
(la răcire) o mărire de volum. Este stabilă în mod normal la temperaturi
superioare temperaturii eutectoide care este influenţată de prezenţa
elementelor de aliere, iar ca fază unică ocupă domeniul NJESGN numit
câmpul sau domeniul austenitic.