ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сплавы железа и углерода Диаграмма состаяния сплавов железо—цементит из "Металловедение " Углеродистая сталь и чугун — наиболее распространенные металлические сплавы современного машиностроения. Они являются в основном сплавами железа с углеродом. Диаграмма состояния сплавов железа с углеродом позволяет определить строение углеродистых сталей и чугунов при различном содержании углерода разных температурах, она используется при выборе режимов термической обработки сталей и чугунов, при выборе интервала температуры горячей обработки сталей давлением и т. п. [c.81] Начало изучения диаграммы состояния сплавов железа с углеродом было положено работами талантливого русского инже-нера-металлурга Д. К. Чернова в 1868 г. Работ по изучению железоуглеродистых сплавов и по построению диаграмм железо — углерод очень много. Большое количество русских и иностранных ученых вложило много труда в исследования, направленные на уточнение этой диаграммы. [c.81] Углерод в углеродистых сталях и чугунах обычно образует химическое соединение РвзС, называемое цементитом (карбид железа), которое содержит 6,67% углерода. Рассмотрим часть диаграммы железо — углерод от железа до цементита, так как в технике применяют сплавы, содержаш,ие не более 5,5% углерода. Цементит можно считать самостоятельным компонентом. В этом случае часть диаграммы состояния сплавов железа с углеродом, содержаш их до 6,67% углерода, превращается в самостоятельную диаграмму сплавов железа с цементитом (рис. 53). [c.81] В интервале температур от 1400 до 1535° С существует б-же-лезо с кристаллической решеткой объемноцентрированного куба. Железо а и железо б — одна и та же аллотропическая модификация, но существующая в двух интервалах температур. [c.83] Теперь рассмотрим диаграмму. Линия AB D на диаграмме— ликвидус, а линия AHIE F — солидус. Вследствие сложности диаграмму железо — цементит удобнее рассмотреть по частям. Начнем с левого верхнего угла (рис. 54). [c.83] Рассмотрим теперь процессы первичной кристаллизации в высокоуглеродистых сплавах. Правая верхняя часть диаграммы железо — углерод показана на рис. 55. Сплавы, содержащие более 2% углерода, заканчивают кристаллизацию образованием эвтектики. Сплав с концентрацией углерода 4,3% превращается целиком в эвтектику. Эвтектика сплавов железа с цементитом состоит из аустенита и цементита и называется ледебуритом. [c.84] Железоуглеродистые сплавы, содержащие менее 2% углерода, называют сталями, более 2% углерода — чугунами. [c.85] Образование однородной механической смеси из твердого раствора при постоянной температуре называют эвтектоидным превращением, а получающуюся при этом превращении структуру — эвтектоидом. Следовательно, перлит — эвтектоид. [c.86] содержащие углерода меньше, чем перлит, называют доэвтектоидными стали, содержащие углерода больше, чем перлит, — заэвтектоидными. [c.86] Малоуглеродистые стали при охлаждении ниже линии GF приобретают структуру одного только феррита (рис. 57, в). [c.87] Вторичная кристаллизация заэвтектоидных сталей начинается с выпадения вторичного цементита. При концентрации К2 выпадение вторичного цементита начинается в точке 5 и заканчивается в точке 6. Вторичный цементит образует оторочку вокруг зерен аустенита. При пересечении линии SK аустенит превращается в перлит. Ниже этой линии структура заэвтектоидных сталей состоит из перлитных зерен, по границам которых расположен вторичный цементит (белые участки на рис. 57, г). [c.88] Далее рассмотрим превращения, происходящие при охлаждении чугунов. Чугун эвтектической концентрации при 1130° С превращается из жидкого сплава в эвтектику — ледебурит, состоящий из аустенита и цементита. Такой ледебурит называют аустенитным. Ледебурит не претерпевает превращений при охлаждении от ИЗО до 723°С. При температуре 723°С аустенит ледебурита превращается в перлит. Ледебурит ниже 723° С называют перлитным (на рис. 57, д темные участки — перлит светлые—цементит). [c.88] Доэвтектический чугун в момент перехода в твердое состояние состоит из аустенита и ледебурита. Содержание углерода в аустените достигает 2%. При понижении температуры растворимость углерода в аустените уменьшается по линии ES и при 723° С составляет всего 0,8% Вследствие снижения растворимости углерода в аустените выпадает вторичный цементит. Ниже 723° С аустенит превращается в перлит. При комнатной температуре доэвтектический чугун состоит из перлита (черные участки на рис. 57, е), вторичного цементита (белые участки по границам перлита) и перлитного ледебурита (мелкие черные пятнышки на светлом фоне). [c.88] Заэвтектический чугун при 1130° С состоит из ледебурита и первичного цементита. Ниже 723°С ледебурит превращается из аустенитного в перлитный. Микроструктура белого заэвтек-тического чугуна показана на рис. 57, ж. Первичный цементит — белые пластинки на фоне ледебурита. [c.88] Вернуться к основной статье