Studium teplot fázových transformací slitin na bázi Fe–C–Ni a Fe–C–Cr v nízkoteplotní oblasti

Ing. Monika Kawuloková, Ph.D.¹; prof. Ing. Bedřich Smetana, Ph.D.^2,3; doc. Mgr. Ondřej Zobač, Ph.D.⁴; Mgr. Martin Friák, Ph.D.⁴, Mgr. Ing. Sabina Kovaříková Oweis⁴, prof. Ing. Markéta Tkadlečková, Ph.D.⁵, Ing. Jiří Cibulka, Ph.D.⁶

¹VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta materiálově-technologická, Katedra chemie a fyzikálně chemických procesů, 17. listopadu 2172/15, Ostrava-Poruba, 708 00, monika.kawulokova@vsb.cz
²VŠB – Technická univerzita Ostrava, Centrum nanotechnologií, 17. listopadu 2172/15, Ostrava-Poruba, 708 00
³MATERIÁLOVÝ A METALURGICKÝ VÝZKUM s.r.o., Pohraniční 693/31, Ostrava-Vítkovice, 703 00
⁴ Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i., Žižkova 513/22, Brno, 614 00
⁵Střední průmyslová škola Třineckých železáren, Lánská 132, 739 61 Třinec – Kanada
⁶TŘINECKÉ ŽELEZÁRNY, a.s., Průmyslová 1000, Třinec, 739 61

Cílem tohoto příspěvku je experimentální a teoretické stanovení teplot fázových transformací vybraných slitin na bázi systémů Fe–C–Ni a Fe–C–Cr. Tyto slitiny představují významné modelové systémy, které umožňují hlubší pochopení chování komplexních vícesložkových ocelí při tepelném zpracování. Experimentální část práce byla založena na využití diferenční termické analýzy (DTA) a dilatometrie, které umožňují sledovat tepelnou odezvu materiálu a jeho rozměrové změny při řízeném ohřevu. Studované slitiny byly připraveny vakuovým indukčním tavením a analyzovány v prostředí inertního plynu (argon) s cílem minimalizovat vliv oxidačních procesů. Pro zvýšení komplexnosti hodnocení byly experimentální výsledky doplněny teoretickými výpočty pomocí softwarů Thermo-Calc a JMatPro, vycházejících z termodynamických a kinetických modelů. Výsledky ukazují velmi dobrou shodu mezi metodami DTA a dilatometrie při stanovení teplot Ac₁ a Ac₃, přičemž zjištěné rozdíly nepřesahují několik stupňů Celsia. Pozorované odchylky lze přičíst zejména rozdílnému principu měření a charakteru detekovaného signálu jednotlivých metod. Rovněž byla nalezena dobrá korelace mezi experimentálními a vypočtenými hodnotami, ačkoli absolutní hodnoty vykazují určité systematické rozdíly. Z hlediska vlivu chemického složení bylo potvrzeno, že chrom zvyšuje transformační teploty díky stabilizaci feritické fáze, zatímco nikl má opačný efekt a podporuje stabilitu austenitu, čímž tyto teploty snižuje. Získané výsledky tak přispívají k lepšímu pochopení transformačního chování slitin na bázi železa a poskytují cenné podklady pro jejich další výzkum i praktické technologické využití. Studium transformačních teplot je klíčové pro optimalizaci výrobních procesů, řízení mikrostruktury a dosažení požadovaných mechanických a fyzikálních vlastností materiálů.

Klíčová slova: DTA; dilatometrie; Fe-C-Cr; Fe-C-Ni; teploty fázových transformací

Stáhnout článek