Фазовая диаграмма углерода

Предприняты попытки определить вид фазовой диаграммы углерода с учетом влияния ультрадисперсного состояния алмаза и графита [12, 66]. Оценки показывают, что тройная точка, определяющая равновесие графита, алмаза и жидкой фазы, с уменьшением дисперсности твердых компонентов смещается в сторону более низких температур (примерно на 1500 — 2000 К) и более высоких давлений (примерно на 5 ГПа). Но детали этой практически очень важной диаграммы состояния должны уточняться как в экспериментальном, так и в теоретическом отношении. [c.57]

Рис. 49, Фазовая диаграмма углерода

Рис. 54. Фазовая диаграмма системы ванадий — углерод

Ниобий образует с углеродом, по меньшей мере, два карбида, вероятные формулы которых ЫЬС и Nb [1. 2]. На рис. 62 показана ориентировочная фазовая диаграмма системы ниобий — углерод по данным [1—3]. Области гомогенности малоуглеродистого карбида, по данным работ 1> 2 [c.493]

Рис. 62, Фазовая диаграмма системы ниобий — углерод

Рис. 59. Фазовая диаграмма железо—углерод

На рис. 35 приведены изотермы фазовой диаграммы Si—О—С. Сопоставление данных рис. 33 и 35 показывает, что образование кремния из SiO-2 и углерода идет через карбид кремния до температуры 3020 К, выше которой возможно восстановление кремнезема непосредственно до кремния. [c.71]

Диаграмма железо — углерод, приведенная на рис. 163, соответствует образованию аустенито-цементитных или феррито-цементитных смесей. Образование аустенито-графитных или феррито-графитных смесей происходит при более высоких температурах, а линии фазовых равновесий должны лежать при более высоких температурах. Таким образом, получается диаграмма железо — углерод с двойными линиями (рис. 163). Сплошные линии показывают температуру фазового равновесия аустенита (феррит) — цементит, а пунктирные — аустенит (феррит) — графит. [c.205]

Сплавы железа с углеродом иосле окончания кристаллизации имеют указанную выше различную структуру. Относительное количество структурных составляюш,их в сплавах с различным содержанием углерода можно определить ио диаграмме, приведенной на рис. 79. Однако фазовый состав всех сплавов одинаков ири температурах < 727 °С они состоят из феррита и цементита. [c.128]

Сложное взаимодействие между элементами в системе Ре —О —С отображается диаграммой в координатах СО—Т (рис. 9.26), на которую в отличие от рис. 9.23 нанесены кривые карбидообразования и показаны области совместного существования жидкого раствора углерода и кислорода L (сварочная ванна), а также области твердых растворов карбидов железа в б-, Y- и а-железе. Можно представить совместно три отдельные диаграммы системы Ре — О, системы Ре — О — Си системы Ре — С, которая, как известно, служит основой для изучения фазовых состояний железоуглеродистых сплавов в процессах термической обработки и при анализе результатов воздействия сварочного цикла на стали. Такая совместная диаграмма приведена на рис. 9.27. [c.340]

Сплавы на основе железа и особенно железоуглеродистые сплавы — стали и чугуна — продолжают оставаться важнейшими материалами. Для правильного понимания природы свойств разнообразных марок современных сталей и чугунов, включая и специ-альные, так называемые легированные, стали, необходимо получить хорошее представление о диаграмме железо—углерод, разобраться в отраженном на ней структурно-фазовом составе и открытых Д. К. Черновым критических температурных точках. [c.22]

Фазовые и структурные превращения, наблюдаемые при различных температурах в железоуглеродистых сплавах, находящихся в равновесном состоянии, т. е. полученных в условиях очень медленного охлаждения, иллюстрируются диаграммой состояния железо — углерод . [c.320]

Рис. 1.4. Фазовая р-Т-диаграмма состояния углерода с указанием областей синтеза алмаза различными методами [120]

На диаграмме состояний железо—углерод стали занимают область до 2,14% С (см. рис. 4.1). Для того чтобы при термообработке стали реализовать возможности, предоставляемые аллотропическими превращениями, ее следует нагревать до температур, при которых происходят эти превращения и обусловленные ими очень важные структурно-фазовые изменения. [c.99]

По поводу низкой температуры образования аустенита по сравнению с температурой полиморфного превращения железа нужно отметить следующее. Как видно из диаграммы (см. рис. 1), температура начала а -> 7-перехода для феррита меняется в зависимости от содержания в нем угл ода. Для чистого (безуглеродистого) железа она соответствует 911°С, однако при добавлении углерода резко снижается. В связи с этим для сталей, в которых количество углерода меньше определяемого точкой Р, а 7-превращение в однофазном ферритном состоянии должно начинаться ниже 911°С (в соответствии с линией GF), хотя карбиды в данном случае в образовании аустенита не участвуют. Таким образом, для объяснения эффекта снижения температуры превращения феррита не требуется привлекать представлений об изменении температуры фазового перехода на границах разноименных фаз. Это обстоятельство ускользает от внимания исследователей, в то время как с его учетом появление аустенита в ферритной матрице при температурах ниже 911°С становится вполне объяснимым. [c.8]

Для стали 30 при 800°С в этой работе бьш зафиксирован аустенит с периодом 03647 нм, что соответствует содержанию углерода около 0,5 %. Авторы, считая, >гго эта концентрация близка к определяемой по диаграмме Fe- для данной температуры, пришли к выводу о реализации в любых условиях нагрева диффузионного механизма, приводящего к образованию стабильного аустенита, и о применимости для описания фазового превращения равновесной диаграммы даже при нагреве со скоростью 500 - 600°С/с [ 3]. [c.11]

Следует подчеркнуть, что широко распространенные представления, согласно которым 7-фаза сразу должна иметь равновесный состав, поскольку образование такого зародыша сопровождается наибольшим уменьшением свободной энергии системы, являются односторонними. Ошибочность мнений по этому вопросу объясняется тем, что диаграмма состояния, указывающая лишь равновесные концентрации сосуществующих фаз, произвольно привлекается к установлению механизма их образования. При этом не учитывается то обстоятельство, что термодинамические представления позволяют указать направление процессов, но не отвечают на вопрос о механизме перехода системы из одного состояния в другое. С.С. Штейнберг совершенно однозначно указывал, что механизм фазовых превращений не вытекает из диаграммы, а зависит от кинетических факторов, определяющих наиболее выгодные с энергетической точки зрения пути перехода системы в равновесное состояние. Фазовая же диаграмма показывает количество фаз и их состав, к которым стремится (подчеркнуто нами) та или иная система в условиях равновесия при данной температуре [16]. Правда, говоря об образовании аустенита, С.С. Штейнберг отмечал, что, вероятно, нельзя разделить во времени два процесса перестройку решетки и растворение углерода в 7-железе (именно в Fe-7, [ 16]). Он считал, что эти два процесса идут одновременно, и растворение карбидов не может отставать от а -> 7-перестройки решетки. Однако он нигде не отмечал необходимости для осуществления превращения таких огромных флуктуаций состава в а-фазе, как требует диффузионная теория. [c.13]

Для любого сплава с содержанием углерода от О до 6,67 % диаграмма состояния железо — цементит позволяет проследить за превращениями, происходящими при его нагреве и охлаждении, определить температуру начала и конца плавления (затвердевания) сплава, выяснить температурные интервалы фазовых превращений, а также установить зависимость растворимости углерода в феррите и аустените от температуры. [c.34]

Принципиальная возможность применения того или другого вида термической обработки определяется диаграммами фазового равновесия сплавов. Основой для выбора видов и режимов термической обработки сталей является часть диаграммы Fe—Fj с содержанием углерода до 2,14 % и расположенная ниже линии солидус (рис. 3.1). [c.35]

Положение фазовых областей на диаграммах состояния хромоникелевых сталей с углеродом определено только для немногих систем в виде псевдобинарных разрезов тройных систем Fe—Сг— Ni с углеродом, и то недостаточно точно [246, 187]. [c.300]

Следует отметить, что в случае насыщении стали тем или другим элементом, образующим с железом твердые растворы замещения (А1, Сг, ЛЬ, W, Si и др.), диффузионная подвижность которых заведомо меньше подвижности углерода, Тройные диаграммы фазового равновесия использовать нельзя. Это объясняется тем, что в процессе диффузии элемента в сплав его состав вблизи поверхностных зон непрерывно изменяется вследствие диффузионного перераспределения элементов сплава, и в первую очередь углерода (вторичный диффузионный процесс). [c.298]

Обратимся снова к сталям. На фазовой диаграмме железо — углерод мартенситной области нет. Значит, свободная энергия смеси феррита и цементита долЖ на быть ниже свободной энергии мартенсита. И легко убедиться, что это действительно так. Нагрейте мартенсит, чтобы активизировать диффузию (но не залезая в аустенитную область диаграммы), и он распадается на феррит и цементит. [c.229]

Рис. 21. Фазовая диаграмма для углерода t — твердое состояние III 2 — данные Олдера и Кристьяна 3 — алмаз 4 — жидкость 5 — данные Де Карли и Джемисона 6 — алмаз и метастабйль-ный графит 7 — исследованная с катализаторам область 8 — данные настоящей работы (Банди) 9 — графит и метастабильный алмаз 10 — графит

Исследовано (описанным ранее методом с ртутным пьезометром) равновесие газ — газ в двух трехкомнонентных системах. Система аммиак — азот — гелий изучена при температурах от 90 до 140° С и давлениях от 300 до 3000 бар. Система гелий — этилен — двуокись углерода — при температурах от 13 до 70° С и давлениях от 50 до 5000 баа. Полученный экспериментальный материал показывает, чтэ изучение трехкомпонентных систем позволяет обнаружить ряд неизвестных до сего времени форм фазовых диаграмм. [c.206]

Диаграмма РвзС. Представление о взаимосвязи между содержанием углерода в стали и ее структурой дает фазовая диаграмма железо—углерод (рис. 59). Из диаграммы видно, что железо и углерод образуют твердые растворы, химическое соединение, а также механические смеси — эвтектического (по линии ЕСР) и эвтектоидного типов (по линии Р8К). [c.186]

На фазовой диаграмме железо—углерод имеются две области феррита при температурах выше 1400° С — область AJN и при температурах ниже 910°С — область GPQ. Область аусте-нита ограничена линиями NJESG. С понижением температуры предел растворимости углерода в аустените уменьшается в соответствии с полол1ением линии ES, при этом из аустенита выделяется избыточный вторичный цементит Цц - [c.187]

Кристаллизация белого чугуна и получающаяся структура чугуна находятся в соответствии с фазовой диаграммой железо— углерод, приведенной на рис. 59. Здесь на линии солидуса ЕСР при температуре ИЗО С происходит кристаллизация эвтектики. Эта линия называется эвтектической, а точка С — эвтектиче- [c.276]

Для приближенного определения характера структуры обычно пользуются диаграммой Шеффлера, предварительно подсчитав эквивалеитпые содержания никеля и хрома. На структуру этих сталей оказывает влияние также термообработка, пластическая деформация н другие факторы. По )тому положение фазовых областей на диаграммах состояния определено для немногих систем в виде псевдобинарн1,[х разрезов тройных систем, обычно Fe—Сг—Ni с углеродом. [c.281]

В соответствии с этой обобщенной диаграммой распад аустенита происходит в интервале температур, ограниченном горизонталями А и d. Обозначение, а также физический смысл температур, обозначенн1,1х линиями end (точки для определенного содержания углерода), были даны Д. К- Черновым. В современной интерпретации выше точки е скорость диффузии железа и легирующих элементов достаточна для реализации соответствующих фазовых превращений, выше точки d достаточна лишь скорость диффузии углерода. Следовательно, ниже точки d превращения могут быть только бездиффузион-ные (мартенситные), а между точками е w d превращение про- [c.252]

Сплав I содержит 0,8% С и является эвтектоидным. Кристаллизация аустенита начинается в точке 1 и заканчиваегся в точке 2 До точки S в сплаве не происходит никаких фазовых превращений сплав просто охлаждается. При температуре 727 (точка S) весь аустенит превращается в перлит. После эвтектоидного превращения феррит содержит 0,02% С. По мере охлаждения содержание в нем углерода снижается до 0,006%. Избыток углерода идет на образование цементита третичного (Цш) Структура стали при комнатной температуре-перлит. Из-за небольшого количества в сплаве цементит третичный на диаграмме не указывается [c.45]

Белыми называют чугуны в которых углерод находится в связанном состоянии в виде цементита РезС. Эти чугуны, фазовые превращения которых протекают согласно диаграмме Ре-С, подразделяются на доэвтектические, эвтектические и заэвтектические. Из-за больщого количества це.ментита белые чу гуны имеют высокую твердость (НВ4500...5500 МПа), хрупкие и практически не поддаются обработке резанием, поэтому в качестве конструкционных материалов практически не применяются. Их можно применять аля деталей от которых требуется высокая износостойкость поверхности. Например, изготавливают шары шаровой мельницы для раз.мола руды и минералов. [c.56]

При нагреве и охлаждении стали в процессе термической обработки ее структура претерпевает ряд последовательных превращений, которые определяются диаграммой состояния системы Fe-Fe . Следует представлять за символами отдельных фаз и структур реальные кристаллы с особенностями их строения и состава. Для этого необходимо знать механизм кристаллизации и перекристаллизации, который включает образование центров новых кристаллов и их рост в соответствии с температурными зависимостями изобарных потенциалов жидкой G и твердой Gy фаз. В процессе охлаждения стали, нагретой выше температуры аустенитного превращения, происходят фазовые превра1цения в зависимости от скорости охлаждения. При этом при любом виде термической обработки реализуются четыре основных превращения. Рассмотрим эти превращения для звтектоидной стали (содержание углерода 0,8%). [c.160]

В 1868 г. выдаюш ийся русский металлург Д. К. Чернов установил зависимость структуры и свойств стали от ее горячей механической (ковка) и термической обработки. Чернов открыл критические температуры, при которых в стали в результате ее нагревания или охлаждения в твердом состоянии происходят фазовые превращения, существенно изменяющие структуру и свойства металла. Эти критические температуры, определенные по цветам каления металла, получили название точек Чернова. Русский ученый графически изобразил влияние углерода на положение критических точек, создав первый набросок очертания важнейших линий классической диаграммы состояния железо—углерод. Исследования полиморфизма железа, завершенные Д. К. Черновым в 1868 г., принято считать началом нового периода в развитии науки о металле, возникновением современного металловедения, изучающего взаимосвязь состава, структуры и свойств металлов и сплавов, а также их изменения при различных видах теплового, химического и механического воздействий. [c.136]

Рас. 86. Диаграмма состояния Ре— РбзС (а) и ко.пичество фазовы.х (б) я структурных (б) составляющих в зависимости от содержания углерода [c.128]

Весь углерод в этом чугуне находится в связанном состоянии в виде цементита (рис. 4.8). Фазовые превращения в этих чугунах протекают согласно диаграмме состояния (Ре—РезС). Белые чугуны (см. рис. 4.3) в зависимости от содержания углерода могут быть доэвтекти-ческими (перлит + ледебурит), эвтектическими (ледебурит) и заэвтектическими (первичный цементит + ледебурит). Эти чугуны имеют большую твердость (НВ 450—550) из-за присутствия в них большого количества цементита как следствие этого, они очень хрупкие и для изготовления деталей машин не используются. Отливки из белого чугуна служат для получения деталей из ковкого чугуна с помощью графитизирующего отжига. [c.91]

По типу равновесной структуры стали подразделяются на доэвтекто-идные, эвтектоидные, заэвтектоидные и ледебуритные. Эвтектоидные стали имеют перлитную структуру, а доэвтектоидные и заэвтектоидные наряду с перлитом содержат соответственно избыточный феррит или вторичные карбиды типа МзС. В структуре литых ледебуритных (карбидных) сталей присутствует эвтектика (ледебурит), образованная первичными карбидами вкупе с аустенитом поэтому по структуре они могут быть отнесены к белым чугу-нам, но их причисляют к сталям с учетом меньшего, чем у чугунов, содержания углерода (< 2%) и возможности подвергать пластической деформации. Влияние легирующих элементов на положение точек 8иЕ диаграммы Ре—С (см. рис. 4.1) проявляется чаще всего в их смещении в направлении меньшего содержания углерода. В сталях с высоким содержанием элементов, сужающих у-область, при определенной концентрации исчезает уоа-превращение (рис. 7.5, б). Такие стали относят к ферритному классу. При высокой концентрации в стали элементов, расширяющих у-область, происходит стабилизация аустенита с сохранением его при охлаждении до комнатной температуры. Эти стали причисляют к аустенитному классу. Таким образом, с учетом фазового равновесия легированные стали относят к перлитному, карбидному, ферритному или аустенитному классам. [c.154]

Содержание углерода в поверхностном слое при данной температуре определяется пределом растворимости углерода в аустените (линия SE диаграммы Fe—F j ). Так как температура цементации выще температуры /4 j, углерод поглощается аустенитом (рис. 4.1, а). Предельное содержание углерода в аустените в непосредственной близости от поверхности обычно составляет 1,1... 1,2 % и быстро убывает по толщине детали. При охлаждении детали происходят фазовые 11ревращения в поверхностном слое, а поскольку цементованный слой имеет переменную концентрацию, то его структура различна по глубине. [c.70]

Практически все конструкционные материалы на основе железа в тех или иных количествах содержат в своем составе углерод. Рассмотрим диаграмму фазового равновесия Fe- . Первым исследователем указанной диаграммы был Д.К. Чернов, который обнаружил так называемые критические точки (температуры) 770 °С — магнитное превращение (точка Кюри) 910 °С — превращение а 7 1401 °С — превращение7 1534°С — плавление 3200°С — [c.179]

В соответствии с диаграммой состояния Fe—Feg массовая доля (%) углерода составляет в нелегированной доэвтектоидной стали менее 0,8, в эвтектоидной — около 0,8, в заэвтектоидной — 0,8-2,0. Большинство легирующих элементов сдвигает эвтекто-идную точку S (на диаграмме Fe—Feg ) в сторону меньшей массовой доли углерода, поэтому границы между доэвтектоидной, эвтектоидной и заэвтектоидной областями в легированных сталях располагаются при меньшей массовой доле углерода, чем в нелегированных сталях. Благодаря смещению границ фазовых областей ледебурит в высокоуглеродистых легированных сталях появляется при меньших, чем 2,14 %, массовых долях углерода, в быстрорежущих сталях — при содержании менее 1 % углерода. [c.73]

При втором фазовом превращении - образовании при высоких температурах в аустенитной основе 6-феррита — стараются управлять как составом стали, так и технологическими приемами. При наличии в стали 5-феррита в количествах 5... 10 % улучшается свариваемость стали при содержаниях 5-феррита более 15...20% ухудшается обрабатываемость стали давлением при горячей деформации ковке, прокатке и т. д. Управляют количеством образующегося в стали 5-феррита с помощью регулирования соотношением ферритообразующих (хрома, титана, молибдена, кремния и др.) и аустенитообразующих (углерода, азота, никеля, марганца, меди и др.) элементов. Для этого используют известную диаграмму Шеффлера (рис. 5.7). [c.351]

В случае химико-термической обработки сплавов железа для описания кинетики образования и строения диффузионного слоя пользоваться бинарными диаграммами состояния нельзя. Для двухкомпонентных сплавов последовательность образования фаз и их состав в первом приближении (без учета происходящего при ХТО диффузионного перераспределения элементов сплава) можно проследить по тройной диаграмме фазового равновесия или их изотермическим разрезам при температуре насыщения. Например, при насыщении сплавов железа углеродом и азотом, диффузия которых протекает со скоростью, значительно превышающей скорость ди( узии элементов, входящих в исходный состав сплава, диффузия носледних практически не оказывает влияния на кинетику формирования диффузионного слоя и состав образующихся фаз. Имея горизонтальный разрез диаграммы состояния железо — хром — углерод при 950° С (рис. 15), можно проследить за последовательностью образования фаз и их составом в процессе цементации сплавов железа с хромом [45]. [c.297]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...