Zawartość ferrytu w metalu a jego właściwości

W przypadku metali będących stalą lub stopami żelaza ich podstawowym składnikiem jest węgiel, który ma największy wpływ na ich właściwości, a także strukturę. W związku z tym w układzie żelazo — węgiel wyróżnia się jego dwa roztwory stałe, którymi jest ferryt oraz austenit. W tym artykule skupiamy się natomiast na pierwszym z nich, sprawdzając jak jego zawartość wpływa na właściwości metali. 

Czym jest ferryt?

Ferryt jest roztworem stałym węgla występującym w żelazie, którego maksymalna rozpuszczalność wynosi 0,02% w temperaturze eutektoidalnej wynoszącej 727 stopni Celsjusza oraz zmniejszającej się do 0,008% w temperaturze otoczenia. Czysty ferryt wyróżnia się podobnymi właściwościami do żelaza, cechuje się więc między innymi małą twardością i wytrzymałością na rozciąganie Rm = 30 kG/mm2. Pomimo to, jego dodatek w metalach, zwłaszcza spawanych jest bardzo pożądana.

Jakie właściwości nadaje ferryt metalom?

Zawartość ferrytu w metalach ma znaczący wpływ na ich właściwości, wśród których wyróżnić można między innymi wytrzymałość, odporność na korozję oraz pękanie spoin w wysokich temperaturach. Przykładowo w przypadku metalu będącego stałą o mikrostrukturze austenitycznej zawartość ferrytu w odpowiedniej ilości, zapobiega występowaniu pękania na gorąco. Określana jest ona natomiast za pomocą pomiarów zawartości ferrytu i powinna wynosić w spoinie od 2 do maksymalnie 8%. Z kolei w żeliwie większa zawartość ferrytu wpływa na większą odporność tego metalu na rozciąganie oraz jego wyższą twardość. 

W jaki sposób badana jest zawartość ferrytu w metalach?

Zawartość ferrytu w metalach badana jest przez specjalistyczne placówki takie jak Laboratorium Badań Nieniszczących DRACO zarówno w samych próbkach metali, jak i ich spoinach. W tym celu wykorzystywane jest najczęściej ferrytoskop, którego działanie oparte jest na pomiarze właściwości magnetycznych materiałów. Dzięki temu zaliczane jest ono do badań nieniszczących, które nie wpływają na właściwości użytkowe danego elementy, ani jego strukturę czy skład chemiczny. 

Niekiedy badanie zawartości ferrytu w metalach wykonywany jest także za pomocą badań mikroskopowych. Metoda ta jest jednak o wiele rzadziej stosowana, gdyż wymaga właściwego przygotowania zgładu oraz następnie szczegółowej jego obserwacji pod specjalistycznym mikroskopem metalograficznym. 

Podsumowując, ferryt to roztwór węgla w żelazie, występujący w metalach żelaznych. Jego zawartość wpływa natomiast między innymi na twardość i odporność na pękanie materiałów.