Vad betyder gammajärn?
Gammajärn är en allotrop form av järn som finns mellan temperaturen 1670°F och 2550°F (910°C och 1400°C) och med ett ytcentrerat kubiskt gitter.
Det är en metallisk, icke-magnetisk allotrop av järn eller en fast lösning av järn med ett legeringselement. Gammajärn som innehåller kol eller andra grundämnen i lösning är känt som austenit, som är uppkallat efter Sir William Chandler Roberts-Austen (1843-1902).
Denna gammaform av järn visas av den mest använda typen av rostfritt stål för tillverkning av sjukhus- och livsmedelsutrustning.
Kunskaper.se förklarar gammajärn
Gammajärn används vid tillverkning av austenit. Vid temperaturer över 1335°F (725°C) ändras atomstaplingen av järn till en kub med en extra järnatom i mitten av varje sida av kuben. Denna ansiktscentrerade kubiska fas (FCC) är känd som gammajärn, och den har många fler utrymmen för kol att vila mellan strykjärnen än rumstemperatur alfajärn.
Gammajärn är mjuk och formbar, och kan hålla mycket mer kol i lösning och börjar ta emot kol i järnatommatrisen. Att hålla större mängder kol i lösning i FCC-konfigurationen gör att austenit är instabilt vid temperaturer under 1670°F (910°C).
Tillsättning av vissa legeringselement, som t.ex. mangan och nickel, kan stabilisera den austenitiska strukturen, vilket underlättar värmebehandling av låglegerade stål. I extremfallet med austenitiskt rostfritt stål gör mycket högre legeringshalt denna struktur stabil även vid rumstemperatur. Å andra sidan tenderar sådana element som kisel, molybden och krom att destabilisera austenit, vilket höjer den eutektoida temperaturen.
När austenit eller gammajärn kyls omvandlas det ofta till en blandning av ferrit och cementit när kolet diffunderar. Beroende på legeringens sammansättning och kylningshastigheten kan perlit bildas. Om kylningshastigheten är mycket hög kan legeringen uppleva en stor gitterförvrängning. Det är ett mycket viktigt fall inom industrin, eftersom kolet inte kan diffundera på grund av kylhastigheten, vilket resulterar i bildning av hård martensit. Kylningshastigheten bestämmer de mekaniska egenskaperna hos det resulterande stålet, såsom hårdhet och draghållfasthet.
