ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сплавы железа с углеродом из "Технология металлов и конструкционные материалы " К сплавам железа с углеродом (железоуглеродистым) относятся стали и чугун, являющиеся важнейшими материалами в машиностроении. [c.70] Выше приводилась кривая охлаждения железа (см. рис. 18), на которой были указаны имеющиеся в нем аллотропические формы и температуры их превращения. Эти аллотропические формы а и сохраняются и в сплавах железа с углеродом, только температуры их превращения несколько сдвигаются в зависимости от содержания углерода в сплаве. [c.70] Второй компонент железоуглеродистых сплавов (углерод) образует с железом химическое соединение РезС (карбид железа-цементит), содержащее 6,67% углерода. [c.70] Рассматриваемая диаграмма состояния системы Ре—С охватывает только сплавы, содержащие до 6,67% углерода (количество углерода в РзС). Сплавы же с большим содержанием углерода в практике применения не находят. [c.70] Цементит — соединение неустойчивое и при определенных условиях распадается, образуя свободный углерод в виде графита по реакции РезС- -ЗРе-ьС. Этот процесс имеет важное практиче ское значение для отличия высокоуглеродистых сплавов — чугунов от сталей. Значит в железоуглеродистых сплавах углерод может находиться в связанном состоянии в виде цементита РезС и в свободном — в виде графита С. [c.70] При изучении превращений, происходящих в сталях и белых чугунах, пользуются диаграммой Ре—РзС, а при изучении серых чугунов — обеими диаграммами (Ре—С и Ре—РезС). [c.71] Доля углерода в цементите равна = 15 т. е. количество образуемого углеродом цементита в 15 раз больше содержащегося в нем углерода. [c.72] Точка А на левой ординате соответствует температуре плавления (затвердевания) чистого железа (1539°С), точка О на правой ординате второго компонента — температуре плавления цементита ( 1550°С). [c.72] По характеру превращения сплавов с изменением температуры всю диаграмму можно разбить на две части 1) верхнюю, охватывающую первичную кристаллизацию сплавов, от линии ликвидуса АСО до линии солидуса АЕСР 2) нижнюю — от линии солидуса до полного охлаждения, охватывающую процессы вторичной кристаллизации сплавов и образования определенных структур. [c.72] Выше линии ликвидуса АСО сплавы любой концентрации находятся в жидком состоянии. Линия солидуса АЕСР показывает температуру затвердевания сплавов, т. е. на этой линии заканчиваются процессы первичной кристаллизации. Между линией солидуса и линией Р8К. проходят процессы вторичной кристаллизации сплавов. [c.72] Аустенит Ре (С) представляет собою твердый раствор углерода, внедренный в -железо, с гранецентрированной решеткой куба. Максимальная растворимость углерода в нем при 1130°С равна 2% с понижением температуры растворимость углерода понижается и при 723°С составляет 0,8%. При 723°С, вследствие аллотропического превращения Ре РСа, аустенит распадается по реакции Ре., (С)Ре -fPз , образуя механк -ческую смесь —феррит-Ь цементит, называемую перлитом. Аустенит мягок и пластичен Нв 160—200 V =40—50%. [c.73] Первичная кристаллизация сплавов Ре— РсзС Область АСЕ охватывает сплавы, содержащие до 4,3% углерода. По линии ликвидуса АС из жидкого расплава выделяются кристаллы, твердого раствора углерода в [-железе, т. е. аусте-нита Ре (С). На линии солидуса АЕ заканчивается кристаллизация сплавов, содержащих до 2% углерода, и образуется только аустенит Ре (С). Между линиями АС и АЕС сплавы имеют двухфазное состояние кристаллы аустенита Ре (С), изменяющие свой состав по линии АЕ, и жидкий сплав, изменяющий свой состав по линии АС. При 1130°С в аустените содержится 2% углерода (точка а в жидкой части сплава (точка С) —4,3%. При этой же температуре по линии ЕС сплавы затвердевают и содержат углерод в пределах от 2 до 4,3%. Жидкий сплав, содержащий 4,3% углерода, превращается в эвтектику, называемую ледебуритом и представляющую собой смесь кристаллов аустенита Ре. (С) и цементита РезС. [c.73] содержащий 4,3% углерода, выделяется среди других сплавов системы он затвердевает не в интервале температур (ликвидус и солидус), как другие сплавы, а при одной температуре точки С (П30°С), образуя только эвтектику (ледебурит), без избыточных фаз. [c.73] По структурным составляющим, полученным в результате первичной кристаллизации, все сплавы системы Ре — РезС делятся на стали-сплавы, содержащие до 2% углерода, в которых не образуется ледебурит, и чугуны (белые)—сплавы, содержащие от 2% до 6,67% углерода, в которых образуется ледебурит. [c.74] На участке между линиями АЕ и GSE (см. рис. 42) все сплавы находятся в однофазном состоянии и имеют структуру аустенита Fe (С). [c.75] содержащая 0,8% углерода (эвтектоидная) выше точки S (723°С), находится в состоянии аустенита. В точке S происходит эвтектоидное превращение, подобное эвтектическому аустенит превращается в смесь феррита и цементита, называемую перлитом,по реакции Fe ( )- -i e , -f РезС. Твердость перлита Нб i200. [c.75] Ниже эвтектоидной температуры данная сталь имеет перлитную структуру (рис. 43, вверху слева). Эта сталь называется эвтектоидной, а превращение в точке S — эвтектоидным (см. рис. 42). Температура превращения (723°С) называется эвтектоидной температурой. Эвтектоидное превращение вызывается аллотропическим превращением Fe-, -i-rea. [c.75] Вернуться к основной статье