ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Диаграмма состояния железо—цементит (метастабильное равновесне) из "Материаловедение 1972 " Диаграмма состояния железо—углерод (цементит) приведена на рис. 86. Она показывает фазовый состав и структуру сплавов с концентрацией от чистого железа до цементита (6,67% С). [c.134] Весовые концентрации углерода для характерных точек диаграмм состояния Ре—Ре С (см. рис. 86) следующие В — 0,51% С — содержание углерода в жидкой фазе, находящейся в равновесии с б-фер-ритом и аустенитом при перитектической температуре 1499° С Н — 0,1% С — предельное содержание углерода в б-( ррите при температуре 1499° С J — 0,16% С — содержание углерода в аус-теките при перитектической температуре 1499° С Е — 2,14% С предельное содержание углерода в аустените при эвтектической температуре 1147° С S — 0,8% С — содержание углерода в аустените при эвтектоидной температуре 727° С Р — 0,02% С — предельное содержание углерода в феррите при эвтектоидной температуре 727°С. [c.134] Линии диаграммы состояния Ре — РедС соответствуют следующим фазовым превращениям. [c.134] Поэтому при температурах, соответствующих ниже линии /В, сплав будет двухфазным аустенит (твердый раствор) + жидкость. Процесс кристаллизации закончится при достижении температур, соответствующих линии солидус JE. После затвердевания сплавы приобретают однофазную структуру — аустенит. [c.136] При температурах, соответствующих линии ВС, из жидкого сплава кристаллизуется аустенит, а линии D — цементит. В точке С при температуре 1147 С и концентрации 4,3 о С (эвтектический сплав) из жидкого сплава одновременно кристаллизуются аустенит и цементит, образуя эвтектику ледебурит. [c.136] Сплавы, содержащие от 0,5 до 2,14% С, кристаллизуются в интервале температур, ограниченном линиями ВС и JE. После затвердевания (ниже линии солидус JE) сплавы получают однофазную структуру — аустенит. [c.136] Кристаллы 6-феррита и аустенита имеют дендритную форму, величина и строение которых определяются перегревом металла выше линий ликвидус, его составом и условиями охлаждения в процессе кристаллизации. [c.136] При кристаллизации доэвтектических сплавов, содержащих от 2,14 до 4,3 о С, из жидкой фазы при достижении температур, соответствующих линии ликвидус ВС, сначала выделяются кристаллы аустенита, а при температуре 1147° С (линия ЕС) сплавы затвердевают с образованием эвтектики ледебурита. Следовательно, до-эвтектические сплавы после затвердевания имеют структуру аустенит + ледебурит. [c.136] Заэвтектические сплавы, содержащие от 4,3 до 6,67% С, начинают затвердевать при достижении телшератур, соответствующих линии D. Первоначально из жидкой фазы выделяются кристаллы цементита, а при температуре 1147° С (линия E F) сплавы окончательно затвердевают с образованием эвтектики ледебурита. [c.136] После затвердевания сплавы имеют структуру кристаллы цементита (первичного) -г ледебурит. [c.137] Сплавы, содержащие до 2,14% С, называют сталью сплавы, содержащие более 2,14 о С,—чугуном. Принятое разграничение между сталью н чугуном совпадает с предельной растворимостью углерода в аустените. Стали после затвердевания не содержат малопластичной структурной составляющей — ледебурита и при высоком нагреве имеют только аустенитную структуру, обладающую высокой пластичностью. Поэтому стали легко деформируются, т. е. являются ковкими сплавами. [c.137] По сравнению со сталью чугуны обладают лучшими литейными свойствалп и, в частности, более низкими температурами плавления, но они хрупки и практически не поддаются ковке. Это объясняется присутствием в структуре чугуиов легкоплавкой и хрупкой эвтектики (ледебурита) или графита. [c.137] Температуры, образующие линию GOS в условиях равновесия принято обозначать Ад. Техшературу, соответствующую началу полиморфного -j- - а превращения при охлаждении, обозначают Лгд, а прн нагревании Ас . [c.137] Линия предельной растворимости углерода в аустените SE при охлаждении соответствует телшературам начала выделения нз аустенита вторичного цементита, а при нагреве — концу растворения цементита в аустените. Принято точки, образующие линию SE, обозначать Л ,,. Линия GP — граница области равновесия феррит + аустенит, которая при охлаждении соответствует температурам конца превращения аустенита в феррит, а при нагреве — образованию аустенита. [c.137] Этот процесс. протекает при постоянной температуре, так как при наличии трех фаз ( j + Фр + Feg ) — С = 0. Содержание углерода в перлите 0,8% (точка S). Температуру фазового равновесия аустенит феррит + карбид (линия PSK) принято обозначать А . Соответственно температуру распада аустенита с образованием перлита при охлаждении обозначают Аг и при нагреве (образование аустенита) Асу. [c.138] Изменения растворимости углерода в феррите в зависимости ст температуры соответствуют линии PQ. При охлаждении в условиях равновесия эта линия соответствует температурам начала выделения третичного цементита, а при нагреве — полному его растворению. [c.138] Сплавы, содержащие не более 0,02% С, называют техническим железом. После охлаждения их структура состоит из феррита или феррита и третичного цементита (рис. 87, а). [c.138] Сплавы, имеющие концентрацию углерода от 0,02 (точка Р) до 0,8% (точка S), называют доэвтектоидными сталями. Эти стали иг,1еют структуру феррита, выделяющегося из аустенита в области температур Лгд и Аг , и перлита, образующегося из аустенита при те.мпературе Аг (727 С, линия PSK на рис. 86.) Чем больше в стали углерода, тем меньше в структуре избыточного феррита и больше перлита (рис. 87, б,в,г,д,е). [c.138] Вернуться к основной статье