Ferryt

Zakres występowania ferrytu

Ferryt jest składnikiem fazowym stopów żelazo-węgiel, definiowanym jako międzywęzłowy roztwór stały węgla w żelazie α lub δ. Obecnie obejmuje wszystkie rozpuszczone w nim pierwiastki. Występuje w regularnej strukturze przestrzennie centrowanej i charakteryzuje się niską zawartością węgla, maksymalnie do 0,008% w temperaturze pokojowej oraz 0,0218% w temperaturze 727 °C. Przekroczenie tej zawartości prowadzi do tworzenia węglików żelaza, takich jak cementyt (Fe₃C), a ich mieszanina z ferrytem tworzy perlity.

Właściwości mechaniczne

• Twardość w skali Brinella: 50–70 HB
• Wytrzymałość na rozciąganie: R_m = 300 MPa
• Granica sprężystości: R_e(R_0,2) = 150 MPa
• Wydłużenie A₁₀: ok. 40%

Przemiana austenitu w ferryt

Wydzielanie ferrytu z austenitu wymaga zmiany sieci krystalicznej oraz składu chemicznego. Wzrost ferrytu kontrolowany jest przez szybkość dyfuzji węgla w austenicie oraz ruchliwość powierzchni międzyfazowej. Produkty tej przemiany to m.in. ferryt ziarnisty, płytkowy, bainityczny, iglasty i martenzyt.

Rodzaje ferrytu

• Ferryt ziarnisty: Pierwsza faza powstająca z austenitu, krystalizująca wewnątrz struktury.
• Ferryt płytkowy: Wzrasta bez kontaktu z granicą ziaren, jego płytki są równoległe do wybranych płaszczyzn.
• Ferryt bainityczny: Tworzy się przy wzroście koncentracji węgla w austenicie, z różnymi morfologiami.
• Ferryt iglasty: Charakteryzuje się iglastymi ziarnami, wysoką odpornością na pękanie.
• Martenzyt: Przesycony roztwór węgla w żelazie α, charakteryzujący się wysoką twardością.

Pierwiastki ferrytotwórcze

Do pierwiastków ferrytotwórczych należą: krzem, fosfor, glin, chrom, molibden, wolfram, wanad i tytan. Ograniczają one występowanie austenitu, prowadząc do pojawienia się struktury ferrytu w szerokim zakresie temperatur.