ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов из "Материаловедение и технология конструкционных материалов " Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов дает представление о строении основных конструкционных сплавов — сталей и чугунов. [c.64] Углерод встречается в природе в виде двух модифи-каций-алмаза и графита. Графит имеет сложную гексагональную кристаллическую решетку. Он является мягким непрочным материалом, но с увеличением температуры прочность графита значительно возрастает. Температура плавления графита 3500 С. С углеродом железо образует химическое соединение и твердые растворы внедрения. [c.65] Цементит — это химическое соединение железа с углеродом (карбид железа) Feg . В нем содержится 6,67 % углерода (по массе). Имеет сложную ромбическую кристаллическую решетку. Характеризуется очень высокой твердостью (НВ 800), крайне низкой пластичностью и хрупкостью . [c.65] Ферритом называется твердый раствор углерода в а- железе. Содержание углерода в феррите очень невелико — максимальное 0,02 % при температуре 727 °С. При комнатной температуре в феррите содержится не более 0,006 % углерода. Благодаря столь малому содержанию углерода свойства феррита совпадают со свойствами железа (низкая твердость и высокая пластичность). Твердый раствор углерода в б-железе, существующий при температуре 1392-1539 °С, также называют ферритом или высокотемпературным ферритом (5-ферритом). Он характеризуется максимальной растворимостью углерода 0,1 % при температуре 1499 °С. [c.65] Перлит — это механическая смесь феррита с цементитом. Содержит 0,8 % углерода, образуется из аустенита при температуре 727°С. Перлит является эвтектоидом. Эвтектоид — это механическая смесь двух фаз, образующаяся из твердого раствора (а не из жидкого сплава, как эвтектика). Перлит имеет пластинчатое строение, т.е. состоит из чередующихся пластинок феррита и цементита. Возможно и зернистое строение перлита, когда он состоит из зерен цементита, окруженных ферритом. Зернистый перлит значительнее пластичнее пластинчатого, имеет меньшую твердость. [c.66] Ледебурит представляет собой эвтектическую смесь аустенита с цементитом. Содержит 4,3 % углерода, образуется из жидкого сплава при температуре 1147 °С. При температуре 727 °С аустенит, входящий в состав ледебурита, превращается в перлит и ниже этой температуры ледебурит представляет собой механическую смесь перлита с цементитом. Ледебурит обладает высокой твердостью ( НВ 600-700) и хрупкостью. [c.66] Фаза цементита имеет пять структурных форм цементит первичный, образующийся из жидкого сплава цементит вторичный, образующийся из аустенита цементит третичный, образующийся из феррита цементит ледебурита цементит перлита. [c.66] Линия AB D диаграммы является линией ликвидус. На ней начинается кристаллизация на участке А6 — феррита, ВС — аустенита и D — первичного цементита. Линия AHJE F является линией солидус диаграммы. [c.67] Железоуглеродистые сплавы в зависимости от содержания углерода делятся на стали (до 2,14 % С) и чугуны (от 2,14 до 6,67% С). [c.67] Главная роль в диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов отводится ее левой части — сталям, так как на превращениях, происходящих в стали, основана термическая обработка. Рассмотрим эти превращения. В результате кристаллизации образуется аустенит при понижении температуры аустенит претерпевает превращения, связанные с изменением кристаллической решетки — с переходом у-железа в а.-железо, и со снижением растворимости углерода с понижением температуры. [c.67] Рассмотрим теперь превращения в чугунах. Точка С (4,3 % углерода) представляет собой эвтектическую точку. Она соответствует температуре 1147 °С, при которой кристаллизуется сплав указанного содержания углерода, при этом одновременно выделяются из жидкого сплава кристаллы аустенита и первичного цементита, образуя эвтектическую смесь — ледебурит. Его структура представляет собой равномерную смесь кристаллов аустенита с цементитом. [c.69] В перлит. Таким образом, в доэвтектическом чугуне образуется структура, состоящая из ледебурита, перлита и вторичного цементита. [c.70] Чугуны, содержание более 4,3 % углерода, называют заэвтектическими. Их кристаллизация начинается при температурах, лежащйх на линии D. При этом выделяется первичный цементит. Кристаллизация заканчивается при температуре 1147 С по линии F образованием ледебурита. Получившаяся структура остается неизменной. В составе ледебуритной эвтектики при температуре 727 С аустенит переходит в перлит. Структура заэвтектических чугунов состоит из ледебурита и Первичного цементита. [c.70] Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов позволяет установить температурные режимы кристаллизации сталей и белых чугунов, режимы горячей обработки давлением (ковки, прокатки, штамповки), режимы термообработки и т. д. [c.71] При очень медленном охлаждении кристаллизация может идти таким образом, что углерод будет выделяться в виде графита, а не цементита. Железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода в виде графита называются серыми чугунами. В данном учебнике диаграмма состояния железо-графит не рассматривается, принципиально она не отличается от диаграммы состояния желе-зо-цементит. [c.71] Вернуться к основной статье