Диаграмма состояния сплавов железа с цементитом

Рис. 2.9. Диаграмма состояния сплавов железа с цементитом

Диаграмма растяжения 64 — состояния сплавов железа с цементитом 120 Диаграммы рекристаллизации 72 [c.496]

Диаграмма состояния сплавов железо — углерод, представленная на рис. 26, охватывает не все сплавы железа с углеродом, а лишь содержащие от О до 6,67% углерода, т. е. от чистого железа до цементита. Железоуглеродистые сплавы, содержащие более 5% углерода, не представляют практического интереса. Число 6,67% взято в качестве предела на том основании, что при таком содержании углерода образуется химическое соединение — цементит. [c.65]

На рис. 41 сплошные линии представляют диаграмму состояния системы железо — цементит, а пунктирные — системы железо — углерод. Это связано с тем, что углерод в сплавах может находиться в виде графита и цементита. Чем меньше скорость охлаждения чугуна, тем больше в нем графита и меньше цементита. Повышенное содержание углерода и кремния в чугуне способствует увеличению количества графита и величины графитных включений, а марганец, наоборот, способствует образованию и сохранению цементита величину графитных включений марганец уменьшает. В сравнении со сталями чугун содержит значительно больше кремния и марганца. [c.91]

Диаграмма состояния системы железо—углерод. В результате превращений, происходящих при охлаждении железоуглеродистых сплавов, углерод может выделяться в форме цементита, а также в элементарном состоянии — в форме графита. Иначе говоря, жидкий раствор, а также аустенит и феррит могут находиться в равновесии как с цементитом, так и с графитом. По этой причине различают две диаграммы состояния железо—цементит и железо—графит. Первая из них приведена на рис. 86 и ранее были рассмотрены все превращения, происходящие при охлаждении сплавов с различным содержанием углерода. [c.167]

На диаграмме состояния железо — цементит (рис. 83) даны фазовый состав и структура сплавов о концентрацией от чистого железа до цементита (6,67 % С). [c.120]

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]

Напомним, что развитие науки о термической обработке началось с установления Д. К. Черновым основных закономерностей вторичной кристаллизации стали, выражаемых линиями именно этой части диаграммы. Вторичная кристаллизация в сплавах железо — углерод связана с переходом при охлаждении у-железа в а-железо и соответствующим распадом аустенита. Линия GS на диаграмме состояния соответствует началу превращения аустенита с выделением из него феррита. Принято критические точки, образующие линию GS, обозначать при нагреве Лсз, а при охлаждении Лгз. Линия S указывает на уменьшение предела растворимости углерода в у Ж лезе с понижением температуры — следовательно, она соответствует началу распада аустенита с выделением из него избыточного углерода в виде цементита. Температурные точки, образующие линию S, [c.123]

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]

Как указывалось выше, железо и углерод образуют карбид РедС, содержащий 6,67% С. Ввиду того что сплавы с более высоким содержанием углерода практически не применяют, диаграмму состояния обычно строят для сплавов железо-цементит (рис. 6,а). С другой стороны, ввиду возможности распада цементита и образования сплавов железо-графит диаграмма состояния этих сплавов представляет определенный интерес и изображается пунктирными линиями (рис. 6,6). [c.16]

Изучение железоуглеродистых сплавов является довольно сложным из-за одновременного наличия в них продуктов стабильного и метастабильного равновесных превращений. Железо и углерод образуют хорошо известное соединение цементит — РедС. При нагреве до высоких температур цементит распадается на аустенит и графит. Для того чтобы понять процессы, протекающие в железоуглеродистых сплавах, на стабильную диаграмму состояния железо—углерод следует нанести линии метастабиль-ной диаграммы железо—цементит (рис. 61). Состоянием действительного равновесия считается такое, при котором аустенит или феррит находятся в равновесии с углеродом. Цементит является метастабильной фазой. Тем не менее, когда углерод выделяется из твердого раствора в железе, он обычно образует цементит, а не графит. Образование цементита требует ди( )фузии углерода па гораздо более короткие расстояния, чем образование графита это объясняет, почему обычно образуется цементит, хотя графит и является единственной стабильной фазой. Другими словами, преобладающим оказывается превращение, имеющее большую скорость. Скорость распада цементита при низких температурах настолько мала, что в большинстве исследований структуры сталей учитывается только метастабильная диаграмма состояния. Однако в процессе продолжительного нагрева стали цементит распадается на железо и графит, при этом скорость распада в значительной степени зависит от присутствия в стали других элементов. Дальнейшее обсуждение будет проведено в предположении, что диаграмма состояния железо — цементит характеризует обычную форму равновесия и является стабильной диаграммой состояния. На рис. 61 показана диаграмма состояния железо—углерод (пунктирные линии показывают границы фаз в системе железо—графит). Цементит — ферромагнетик с точкой Кюри около 210° С все стали, содержащие цементит, претерпевают магнитное превращение. Некоторые авторы называют его превращением А . [c.68]

На диаграмме точка А отвечает т. пл. чистого железа 1539° С, в точке I) т. пл. цементита около 1600° С. Область выше линии АСО (линия ликвидуса) характеризуется жидким состоянием сплава. Полное затвердевание сплавов происходит по линии солидуса Л СВ. Ниже линии АС до линии АЕС из жидкого расплава (Ж) выделяются кристаллы аустенита (А). В области АСЕ сплав состоит из жидкого раствора (Ж) и аустенита (А). Ниже линии СО до линии СВ из жидкого расплава выпадают кристаллы цементита, называемого первичным Щг), и в области ОСВ находится смесь жидкого раствора (Ж) и цементита Щг). При содержании углерода в сплаве, равном 4,3% и 1147° С, в точке С одновременно кристаллизуется аустенит и цементит, образуя механическую смесь (эвтектику), называемую ледебуритом (Л). Во всех сплавах, содержащих от 2,14 до 6,67% углерода — чугунах, присутствует ледебурит. Сплавы, лежащие левее точки Е, относятся к группе сталей. [c.39]

В сплавах Ре — РедС в твердом состоянии протекают аллотропическое превращение Ре в РСа и распад твердых растворов V и а, о словленный изменением растворимости углерода в железе у я а при понижении температуры. Как известно, Ре при 910° С р-очка С) превращается в Рва —модификацию, которая растворяет углерод в незначительном количестве (0,02% при 723° С). В связи с аллотропическим превращением образовавшийся при первичной кристаллизации аустенит ниже линии Р8К диаграммы (см. рис. 40) существовать не может и при медленном охлаждении распадается на эвтектоидную смесь перлита или с избыточным ферритом или с избыточным вторичным цементитом. Выделение феррита происходит по линии 03, а вторичного цементита — по линии Линия 08 является геометрическим местом точек Ас при нагреве и и Лгз — при охлаждении, а линия 8Е — геометрическим местом точек, соответствующих выделению из аустенита вторичного цементита. Эти точки обозначают Аст ст — цементит). Окончание аллотропического превращения Ре в Рса и распада твердого раствора V у всех сплавов (как сталей, так и чугунов) наблюдается при одной температуре (723° С) точку, соответствующую этой температуре, обозначают Л1 (Лс — при нагреве и Аг — при охлаждении). Кроме указанных превращений, в нижнем левом углу диаграммы ниже кривой PQ (область IX) происходит распад -твердого раствора с выделением из него третичного цементита. [c.80]

Диаграмма железо-цементит. Практическое значение имеют сплавы железа с углеродом, содержащие углерода до 6,67 % (стали и чугуны). Поэтому рассматривают диаграмму состояния сплавов железа с углеродом только до этой концентрации, т.е. фактически рассматривается диаграмма железо-цементит (Fe-F j ). На рис. 2.9 приведена диаграмма состояния сплавов железа с цементитом. На горизонтальной оси концентраций отложено содержание [c.66]

В углеродистых сталях и чугунах углерод образует обычно карбид железа химическое соединение РезС, называемое в металловедении цементитом, которое содержит 6,67% углерода. Рассмотрим часть диаграммы железо—углерод от железа до цементита, который ввиду его стойкости можно считать самостоятельным компонентом. В этом случае часть диаграммы состояния сплавов железа с углеродом, содержащих до 6,67% углерода, превращается в диаграмму сплавов железо—цементит (рис. 2-1). [c.35]

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]

Диаграмма состояния железа с углеродом имеет несколько существенных особенностей. Во-первых, диаграмма охватывает ие все сплавы железа с углеродом, а лишь сплавы, содержавшие от О до 6,7% углерода, т. е. от чистого железа до цементита. Вторая особенность этой диаграммы состоит в том, что на ней имеется группа линий, расположенных ниже линии АЕСР окончательного затвердевания сплавов и своим существованием доказывающих, что в сплавах происходят превращения и в твердом состоянии, т. е. лроисходят процессы вторичной кристаллизации. [c.77]

Ход линий диаграммы состояния показывает, что с увеличением содержания в железе углерода (до 4,3%) температура плавления сплава понижается (линия ЛВС). Температура плавления сплава цементита с железом понижается с увеличением содержания железа и соответствующим снижением содержания углерода в сплаве (линия СО). Обе линии сходятся в точке С при содержаннн углерода в сплаве 4,37о. [c.81]

Диаграмма состояния Ре—Ре,С представлена в упрощенном виде. Первичная кристаллизация, т.е. затвердевание жидкого сплава начинается при температурах, соответствующих линии ликвидуса АСО. Точка А на этой диаграмме соответствует температуре 1539 плавления (затвердевания) железа, точка О - температуре 1600"С плавления (затвердевания) цементита. Линия солидуса АЕСРсоответствуеттемпературам конца затвердевания. При температурах, соответствующих линииАС, из жидкого сплава кристаллизуется аустенит, а линии СВ - цементит, называемый первичным цементитом. В точке С при 1 ИТ С и содержании углерода 4,3% из жидкого сплава одновременно кристаллизуется аустенит и цементит (первичный), образуя эвтектику - ледебурит. При температурах, соответствующих линии солидуса АЕ, сплавы с содержанием углерода до 2,14% окончательно затвердевают с образованием аустенита. На линии солидуса ЕСР сплавы с содержанием углерода от 2,14 до 6,67% окончательно затвердевают с образованием эвтектики (ледебурита) и структур, образовавшихся ранее из жидкого сплава, а именно н интервале 2,14-4,3% С - аустенита, а в интервале 4,3-6,67% С цементита первичного (слг.рис. 14). [c.29]

Углерод может находиться в равновесии с жидкой фазой и с твердыми растворами на основе железа в виде цементита (мета-стабшьное равновесие) или графита (стабильнее равновесие) в зависимости от внешних условий. Это обстоятельство определяет два варианта диаграммы состояния железо — углерод (рис. 3.4.1). Большее практическое значение имеет метастабильная диаграмма состояния. С помощью этой диаграммы объясняют не только превращения, происходящие в сталях и белых чугунах. Она является основой для выбора оптимальных режимов термообработки железоуглеродистых сплавов. [c.218]

Углерод в соответствии с диаграммой состояния железо — цементит может образовывать с железом твердый раствор а и цементит F j . Содержание цементита в сплавах можно оценивать прямо по диафамме состояния, используя дополнительную шкалу абсцисс по содержанию цементита (см. рис. 50), так как его количество в сталях пропорционально содержанию углерода. [c.152]

Железо с углеродом образует ряд химических соединений РсзС, РегС и др. Диаграмму состояния (железо—углерод) обычно изображают для соединения РезС — цементита, содержащего 6,67 % С. Сплавы с более высоким содержанием углерода очень хрупки и практического применения не имеют. Помимо цементита в системе железо— углерод происходит образование графита. [c.21]

Диаграмма состояния железо — углерод (рис. 43) рассматривает сплавы, содержащие до 6,67% С (до 100% РезС). На диаграмме сплошные линии представляют состояние системы железо — цементит, а пунктирные — системы железо — углерод. Это связано с тем, что углерод в сплавах может находиться в виде графита и в виде цементита. [c.124]

Главная роль в диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов отводится ее левой части — сталя5т, так как на превращениях, происходящих в стали, основана термообработка. Рассмотрим эти превращения. В результате затвердевания, которое соответствует линии Л1 , образуется аустенит А при понижении температуры этот аустенит претерпевает вторичную кристаллизацию, связанную с изгленением кристаллической решетки — с переходом 7-железа в а-железо, с растворимостью углерода в этих модификациях, с выделением нз аустенита феррита и цементита вторичного Д//. [c.39]

На диаграмме состояния лклезо — углерод показано все разнообразие превращений, происходящих в сплавах от чистого железа до цементита, содержащего 6,67% углерода, при температурах от комнатной до температуры плавления железа и цементита. Цементит РезС — х мическое соединение железа с углеродом, которое образуется при кристаллизации сплава, содержащего 93,33% Ре и 6,67% С. Диаграмма имеет большое практическое применение при термической обработке и обработке металлов давлением. [c.12]

Диаграмма состояния железо — углерод рассматривает превращения, имеющие место в сплавах с концентрацией от число-го железа до цементита (6,67% С). Точка Л (1535°) на диаграмме отвечает температуре плавления чистого железа, а точка D ( 1500°) —температуре плавления карбида железа — цементита (Fea ). Точка G соответствует аллотропическому превращению а-железа в у-железо. Точка Е характеризует предельную растворимость углерода в т-железе при 1130° (1,7% С). [c.88]

При содержании в железоуглеродистом сплаве 1,5% 31 или при очень медленном его охлаждении вместо цементита может выделиться графит. Диаграмма состояния железо—графит на рис. 1.10 нанесена штриховыми линиями. Чугун, содержащий 4,3% С, называют эвтектическим, менее 4,3% С — доэвтектичес-ким и более 4,3% С — заэвтектическим. Чугуны без свободного графита только с ледебуритом называют белыми, в изломе они имеют белый цвет чугуны с ледебуритом и графитом — половин- [c.15]

С, когда образуется химическое соединение карбид железа РезС, так как практическое значение имеет только эта часть диаграммы Ре—С (сплавы, содержащие больше углерода, очень хрупкие). Соединение РезС называют цементитом, поэтому этот участок диаграммы состояний железо — углерод называют диаграммой состояний железо— цементит. Современный вид такой диаграммы приведен на рис. 93. [c.207]

Диаграмма состояния железо—цементит отражает метастабильное равновесие фаз. Точка А соответствует температуре плавления чистого железа (1539 С), а точка D— температуре плавления цементита (1550—1600 °С). Процесс кристаллизации сплавов железо—углерод (в зависимости от содержания углерода) начинается при температурах, отложенных на линии AB D. Эта линия называется линией ликвидус. [c.86]

Марганец расширяет на диаграмме состояния область твердых растворов на базе у-модификации железа. При содержании марганца более 15%о сплавы находятся в аустенитном состоянии при температуре 20° С. Образующийся в стали карбид марганца непрочен и подобен цементиту чаще всего в марганцовистой стали присутствует комплексный железомарганцевый карбид цемен-титного типа. Марганец в карбидах и в твердом растворе распределен в отношении 1 4. Марганец сдвигает перлитную (эвтектоидную) точку S на диаграмме состояний влево каждый процент марганца понижает концентрацию углерода в перлите на 0,05—0,06% В стали с 12% марганца перлит содержит только 0,3 >, о углерода. [c.115]

На диаграмме состояния точка А соответствует температуре плавления чистого железа, а точка )—температуре плавления цементита. Линия АВСО представляет собой нижнюю границу жидкого состояния сплавов с различным содержанием углерода (линию ликвидуса). При температурах, лежащих выше этой линии, сплавы находятся в однофазном жидком состоянии. Линия АН1ЕСР является линией солидуса. При температурах, лежащих ниже этой линии, сплавы находятся в твердом состоянии. В интервале температур межд линиями лик- [c.80]

Структура белого чугуна. Кристаллизация белого чугуна характеризуется диаграммой состояния системы сплавов железо— цементит (см. рис. 52). Как уже отмечалось, при охлаждении жидкого чугуна с массовым содержанием С 4,3 % образуется эвтектика, состоящая из цементита и аустенита — ледебурит. При охлаждении от температуры точки С до температуры линии РК (точка Аг ) диаграммы аустенит в ледебурите распадается с выделением вторичного цементита й массовое содержание углерода в этом аустените уменьшается от 2,14 до 0,8% (в соответствии с линией Е8), а при температуре точки Агх произойдет перлитное превращение оставшегося аустенита. Следовательно, при температуре ниже температуры точки Аг1 ледебурит будет состоять из цементита и перлита. Схема микроструктуры ледебурита приведена на рис. 56, а (х200). Здесь темные пластинки и зернышки распавшегося аустенита рассеяны по белому полю эвтектического цементита. Чугуны, содержащие 4,3 % С, называются эвтектическими. [c.80]

В условиях нормального охлаждения в сталях выделяется карбид РезС, швестный под названием цементита. Это термодинамически неустойчивая фаза, которая разлагается при нагреве с выделением аустенита и графита. При низких температурах распад происходит настолько медленно, что для многих целей структуру сталей можно анализировать с помощью метаста-бильной диаграммы состояния, приведенной яа рис. 122. В сплавах железо — углерод отношение радиусов равно 0,61, а в сплавах железо — азот 0,56. Поэтому цементит не обладает структурой, в кото рой атомы железа образуют кубическую гранецентрированную или гексагональную плотноупакованную подрешетку. Цементит следует рассматривать как фазу внедрения, в структуре которой атомы углерода занимают пустоты в подре-шетке, образованной атомами железа, которую, как показал Джэк, можно рассматривать как до некоторой степени искаженную форму гексагональной плотноупакованной структуры. Это иллюстрирует принцип образования фаз внедрения, согласно которому, если отношение радиусов. превышает 0,59, то простая структура уступает место более сложной. [c.184]

Превращение из жидкого состояния в твердое (первичная кристаллизация). Линия A D — ликвидус, а линия AE F — солидус. Выше линии АС сплавы системы находятся в жидком состоянии (Ж). По линии АС из жидкого раствора начинают выпадать кристаллы твердого раствора углерода в у-железе, называемого аустенитом (А) следовательно, в области АС будет находиться смесь двух фаз — жидкого раствора (Ж) и аустенита (А). По линии D из жидкого раствора начинают выпадать кристаллы цементита Щ) в области диаграммы FK находится смесь двух фаз — жидкого раствора (Ж) и цементита Щ). В точке С при массовом содержании С 4,3 % и температуре 1147 °С происходит одновременно кристаллизация аустенита и цементита и образуется их тонкая механическая смесь эвтектика, называемая в этой системе ледебуритом (Л). Ледебурит присутствует во всех сплавах с массовым содержанием С от 2,14 до 6,67%. Эти сплавы относятся к группе чугуна. [c.74]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...