Ledeburita

Diagrama de fases del ferro i carbono

En la producció de fundició, la ledeburita sorgix quan el contingut de carbono és d'entre 2,06% i 6,67%. La mescla eutéctica d'austenita i cementita és 4,3% de carbono, la seua fòrmula empírica és (Fe₃C: 2Fe), en un punt de fusió de 1147 °C. (punt eutéctico C) . El seu nom prové d'Adolf Ledebur (1837-1906), metalúrgic alemà que la va descriure en 1882.

Estructura i propietats

La ledeburita no és una fase, sino una mescla de fases: austenita i cementita. En gelar-se es forma una matriu de cementita Fe₃ C que conté glòbuls d'austenita a 2,11% de carbono. La fase principal s'inicia en la nucleación de la cementita. En la placa de cementita originada en el líquit eutéctico, creixen dendritas planes d'austenita. A continuació es produïx un creiximent relativament ràpit de cristals de les dos fases. Cada una de les fases contínua dins de la mateixa estructura, és dir, pertanyen al mateix gra.

Es fa una distinció entre ledeburita I i ledeburita II. La ledeburita I (just per baix de 1147 °C) és una microestructura d'austenita i cementita, la ledeburita II, a temperatura ambiente, està formada per cementita en cementita recristalizada secundària (que se separa de la austenita en la disminució de la temperatura en gelar-se el metal) i perlita, si el refredat ha segut llent. La perlita es forma per la descomposició de la austenita eutectoide per baix dels 727 °C. Si el refredat és més ràpit, es poden desenrollar bainita en lloc de perlita, i en refredat molt ràpit es poden desenrollar martensita.

La cementita és un compost metaestable que tendix a descompondre's en ferrita α i grafit si s'espera el "temps suficient" (Molt temps).

Fe₃ C → 3Fe + C

Si el refredat de la massa fosa és suficientment llent, especialment si conté elements d'aleació cridats "grafitisants" ( silici, coure, níquel), que no forma ledeburita sino un eutéctico al 4,25% de C, compost de grafit i austenita en 2,03% en pes de carbono, la fundició grisa, i el punt de la qual de fusió és de 1153 °C.

La ledeburita posseïx una alta durea i fragilitat.

• 
  Ledeburita II.
• 
  Fundició dura en cristals de Ledeburita.
• 
  Fundició dura en cristals de Ledeburita.

Presència en les aleacions de ferro i carbono

Ferro

La ledeburita es produïx en les aleacions de sol ferro i carbono en l'interval de concentracions de carbono del 2% al 6,67%, que correspon als ferro fosos. El mecanisme de formació en ledeburita hipoeutéctica (a l'esquerra de la eutéctica que correspon a 4,3 % de carbono en el diagrama de ferro-carbono ), eutécticos i hipereutécticas diferents planches.

Ferro hipoeutécticos

Despuix del refredat, la composició de la fase del ferro líquit hipoeutéctico primer comença a cristalizar la austenita, per lo que la composició de la fase líquida comença a canviar en la direcció d'aument de la concentració de carbono (per la menor solubilitat del carbono en la austenita). En aplegar al punt eutéctico (4,3% de carbono, 1147 °C) comença la cristalisació eutéctica, ledeburita. En el procés de refredat adicional del ferro fos en el ranc de temperatura de 1147 °C a 727 °C, la austenita s'empobrix en carbono i es llibera cementita secundària. Cementita secundària captura de llímit de gra d'austenita es fusiona en cementita ledeburita per lo tant, casi invisible al microscopi. En un llauger sobreenfriamiento a continuació 727 °C la austenita per eutectoide de reacció es transforma en perlita (dividit en ferrita i cementita). Per lo tant, en un hipoeutéctica fundició blanca, a temperatura ambiente, la ledeburita està present com a component estructural junt en perlita i cementita secundària.

Ferro eutécticos

En gelar, la fase líquida del punt eutéctico a una temperatura de 1147 °C comença la cristalisació simultànea d'una mescla d'austenita i cementita, la ledeburita. La austenita més tart es descompon en la mescla de ferrita-cementita (perlita).

Ferro hipereutécticos

En el ferro blanc hipereutéctica de líquit cristalisa la cementita primària en forma d'agulles planes, a continuació, es forma la ledeburita. A temperatura ambiente la fundició blanca conté dos components estructurals: cementita primària i ledeburita.

Acers ledeburíticos

Ledeburita no és un tipo d'acer com el nivell de carbono és massa alt, encara que pot ocórrer com un component separat en alguns acers d'alt carbono, es va trobar en la seua majoria en cementita o perlita en una gama de ferro fosos.

La ledeburita es poden formar en acers quan primer, el contingut de carbono és suficientment alt (més de 0,7% (entre l'1,3% a l'1,5%), que correspon als acers per a ferramentes), i, en segon lloc, a gran contingut de carbur en els elements d'aleació (Cr , W, Tu, Mo, etc.) L'introducció d'estos elements d'aleació en grans cantitats reduïx la solubilitat del carbono en la austenita, i en la perlita, que en certs casos, conduïx a la possibilitat de proporcionar eutéctica en contingut de carbono comparativament baix. Com a eixemple en els acers ràpits.