Твердофазные превращения в белых чугунах и диаграммы состояния сплавов (стр. 2 из 2)
Строим кривую охлаждения.
Диаграмма состояния "железо-цементит" и ее характеристика
1. Виды диаграмм состояния железо-углеродистых сплавов
Данная диаграмма показывает фазовый состав и структуру сплавов с концентрацией от чистого железа до цементита (6,67 % С). Диаграмма состояния существует в двух состояниях (модификациях):
1.Метастабильная (Fe ─ Fe3C, Fe ─ Ц).
2.Стабильная (Fe ─ C, Fe ─ Г).
2. Диаграмма состояния "железо – карбид железа"
Диаграмму метастабильного равновесия системы железо-цементит с неограниченной растворимостью компонентов в жидком состоянии, ограниченной растворимостью в твердом состоянии, с перитектическим превращением, эвтектическим превращением и с эвтектоидным превращением.
Линия АВСD ─ линия ликвидус. Выше сплавы находятся в жидком состоянии (L ─ ликвидус). Линия AHJECFD ─ линия солидус.
Характерным точкам диаграммы состояния Fe ─ Fe3С соответствуют:
т. А─ точка плавления чистого Fe ─ 1539є С.
т. N ─ точка полиморфного превращения ─ 1392єС:
─Fe 
─Fe;т. G ─ точка полиморфного превращения ─911єС:
─ Fe 
─ Fe;т. D ─ температура плавления цементита 1250є С (в учебниках можно видеть различные температуры, т.к. они постоянно уточняются).
Линии диаграммы:
АВ ─ показывает температуру начала кристаллизации
─феррита из жидкого сплава (Ж);ВС ─ соответствует температуре начала кристаллизации аустенита (А) из жидкого сплава;
СD ─ соответствует температуре начала кристаллизации первичного цементита (Fe3С) из жидкого сплава;
АН ─ ниже этой линии существует только
─феррит;HJB ─ линия перитектического (нонвариантного С = 0) равновесия ─ 1499єС; по достижении этой температуры происходит реакция:
NH ─ начало полиморфного превращения:
─ Ф 
─ Fe (аустенита), или ( 
─ Ф А)NJ ─ конец полиморфного превращения:
─ Ф ─ Fe(аустенита), (или ─ Ф А)Между линиями NH и NJ существует двухфазная структура: феррит (
─ Ф) и аустенит( ─ Fe)JE─ ниже соответствующих этой линии температур процесс кристаллизации заканчивается, после затвердевания структура сплавов однофазная ─ аустенит (
─ Fe ).ECF ─линия эвтектического равновесия (1147 єС):
ЖС АЕ + Fe3Следебурит (эвтектика)
Сплавы, находящиеся в интервале точек, называются:
EC ─ доэвтектические чугуны;
С ─ эвтектический чугун;
CF ─ заэвтектические чугуны;
PSK─линия эвтектоидного равновесии (727є С):
АS Фр + Fe3Cперлит (эвтектоид)
GS ─ начало полиморфного превращения:
─ Fe (А) 
─ Fe (Ф).PG ─ конец полиморфного превращения:
─ Fe (А) ─ Fe (Ф).ES ─ линия предельной растворимости углерода (или цементита) в аустените, соответствует температурам начала внедрения из аустенита вторичного цементита.
PQ ─ линия ограниченной растворимости углерода в феррите, соответствует температурам начала внедрения третичного цементита.
Сплавы, находящиеся в интервале точек, называются:
PS ─ доэвтектоидные стали;
S ─ эвтектоидная сталь;
SE ─ заэвтектоидные стали.
На диаграмме имеется ЦI ,ЦII ,ЦIII ─ эти фазы не отличимы по химическому составу (т.е. имеют формулу Fe3С), только:
ЦI ─ выделяется из жидкости в заэвтектическом белом чугуне;
ЦII ─ выделяется из аустенита в заэвтектоидных сталях или чугунах;
ЦIII ─ выделяется во всех сталях и чугунах из феррита.
Сплавы от 0 до 0,025 % С называют технически чистым железом (в нем больше примесей, чем у химически чистого Fe). Сталями называют сплавы железа с углеродом от 0,025 до 2,14 % С. Чугуны это сплавы, содержащие от 2,14 до 6,67 % углерода.
Литература
1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М., 1972, 1980.
2. Гуляев А.П. Металловедение. М., 1986.
3. Антикайн П.А. Металловедение. М., 1972.
