Kimyasal olarak iki maddenin atomsal ve molekülsel karışımına eriyik denir.Bu karışımın katı halde olması katı eriyik olarak adlandırılır.
Eriyebilirliğin bir sınırı vardır ki buna doyma denir.
Sıcaklık yükseldikçe; eriyebilirlik artar.
Sıcaklık düştükçe; eriyebilirlik azalır.
Demir de karbonu eritir. Oda sıcaklığında eritme azdır. Sıcaklık arttıkça artar. Allotropik sıcaklığa ulaşınca eritme oldukça hızlanır.
Düşük sıcaklıktakine alfa katı eriyiği
Birinci Allotropik sınırın üzerindekine gamma katı eriyiği
İkinci Allotropik sınırın üzerindekine delta katı eriyiği denilir.
Çelik soğurken karbonu eritme kabiliyeti düşer ve karbon çökelmesi meydana gelir. Çökelen karbon, sıcaklığın 727-912°C etkisiyle demir ile kimyasal olarak Fe3C- karbür bileşiğini oluşturur. Demir karbüre sementit denir.
Oda sıcaklığında çeliğin yapısı alfa katı eriyik i ile sementit karışımı şeklindedir.
Çelik ısıtılırken, Allotropik sıcaklıkta demir karbür molekülleri parçalanır ve serbest kalan karbon atomları demir içinde eriyerek gamma katı eriyiğini oluştururlar.
Genel kural:
•katı eriyikler sünektir
•karbürler gevrek ve serttirler
Çeliğin sünekliği de alfa katı eriyiğinden, sertliği ise demir karbürden kaynaklanır.
Çeliği alaşımlandırmak için demir de eriyen Mangan, Silisyum, Molibden, Krom, Nikel vb. metaller katılır. Metaller kimyasal bileşik oluşturamadıklarından, karbondan daha az gevrekleştirirler.
Böylelikle çelik fazla sertleştirilmeden dayanımı yükseltilmiş olur.
