IJzer-koolstofdiagram

Een ijzer-koolstofdiagram is een materiaalkundig fasediagram, dat betrekking heeft op samenstellingen van ijzer (Fe) en koolstof (C), zoals staal en gietijzer. Het aandeel koolstof bepaalt de eigenschappen van de ijzer-koolstofsamenstelling. Het ijzer-koolstofdiagram maakt aanschouwelijk in welke toestand het binaire ijzer-koolstofsysteem (staal of gietijzer) zich bevindt, afhankelijk van koolstofgehalte en temperatuur.

Als de afkoelingssnelheid bij de structuurvorming van belang is, worden zogenaamde TTT-diagrammen (TTT=Tijd, Temperatuur en Toestand) gebruikt.

Koolstof is het belangrijkste legeringsbestanddeel van de ijzer-koolstofsamenstelling omdat een kleine verandering in het koolstofgehalte al een groot effect heeft op de eigenschappen van het materiaal. De voorspellende waarde van het ijzer-koolstofdiagram wordt echter kleiner als de afkoeling of verwarming sneller verloopt of als het aandeel van andere legeringselementen (bijvoorbeeld chroom) groter is. Het ijzer-koolstofdiagram kent twee vormen: het metastabiele systeem (Fe-Fe₃C) waarin het koolstof in gebonden vorm aanwezig is, en het stabiele systeem (Fe-C) met elementair koolstof in de vorm van grafiet. Beide systemen worden meestal in één diagram afgebeeld en afzonderlijk aangeduid. In de praktijk komt het metastabiele Fe-Fe₃C-systeem het meest voor.