Фазовый состав и превращения в сплавах железо — цементит

Точка А определяет температуру плавления чистого железа. Точка D — температуру плавления цементита. Точки N и G соответствуют температурам полиморфных превращений железа. Точки Я и Охарактеризуют предельную концентрацию углерода соответственно в высокотемпературном и низкотемпературном феррите. Точка Е определяет наибольшую концентрацию углерода в аустените.

Превращения в сплавах системы Fe — Fe3C происходят как при затвердевании жидкой фазы (первичная кристаллизация), так и в твердом состоянии (вторичная кристаллизация).

Первичная кристаллизация идет в интервале температур, определяемых на линиях ликвидус (ABCD) и солидус (AHJECF). Вторичная кристаллизация происходит в результате превращения железа из одной модификации (FeY) в другую (Fea). Растворимость углерода в аустените (Fey) и в феррите (Fea) с понижением температуры уменьшается (линии ES и PQ соответственно), а избыток углерода выделяется из твердых растворов в виде цементита, содержащего 6,67% С. Принято обозначать цементит, выделившийся из жидкости по линии CD, — первичным (ПО, из аустенита по линии ES — вторичным (Цн) и из феррита по линии PQ — третичным (Цщ).

В системе Fe — Fe3C три изотермических превращения.

Перитектическое превращение происходит при 1499 °С (линия HJB):

Эвтектическое превращение при 1147 °С (линия ECF):

Полученная эвтектическая смесь аустенита называется ледебуритом (Л).

Эвтектоидное превращение при 727 °С (линия PSK):

Эвтектоидная смесь феррита и цементита называется перлитом (П).

Эвтектоид — перлит (0,8% С) и эвтектика ледебурит (4,3% С) являются самостоятельными структурными составляющими и оказывают большое влияние на свойства железоуглеродистых сплавов. Перлит, как правило, имеет пластинчатое строение и является прочной структурной составляющей: ов = 800...900 МПа; о02 = МПа; б = 16%; твердость 180...200 НВ.

Ниже линии SK аустенит, входящий в состав ледебурита, распадается на перлит и цементит, причем цементит представляет собой сплошную матрицу, в которой расположены колонии перлита и это определяет большую твердость ледебурита (более 600 НВ) и повышенную его хрупкость. Наличие ледебурита в структуре сплавов делает невозможным обработку их давлением или резанием.

В зависимости от содержания углерода железоуглеродистые сплавы в соответствии с диаграммой Fe — Fe3C подразделяют на стали (менее 2,14%) и чугуны (свыше 2,14%).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >