Диаграмма состояния железо-углерод. Процессы при структурообразовании железоуглеродистых сплавов.

Железоуглеродистые сплавы – стали и чугуны – важнейшие металлические сплавы современной техники. Производство чугуна и стали по объему превосходит производство всех других металлов вместе взятых более чем в десять раз.

Диаграмма состояния железо – углерод дает основное представление о строении железоуглеродистых сплавов – сталей и чугунов.


Формула
↑ Рис. 9.1. Диаграмма состояния железо-цементит

Линия АВСD – ликвидус системы. На участке АВ начинается кристаллизация феррита (Формула), на участке ВС начинается кристаллизация аустенита, на участке СD – кристаллизация цементита первичного.

Линия AHJECF – линия солидус. На участке АН заканчивается кристаллизация феррита (Формула). На линии HJB при постоянной температуре 1499°С идет перетектическое превращение, заключающееся в том, что жидкая фаза реагирует с ранее образовавшимися кристаллами феррита (Формула), в результате чего образуется аустенит:


Формула


На участке JЕ заканчивается кристаллизация аустенита. На участке ECF при постоянной температуре 1147°C идет эвтектическое превращение, заключающееся в том, что жидкость, содержащая 4,3 % углерода превращается в эвтектическую смесь аустенита и цементита первичного:


Формула


Эвтектика системы железо – цементит называется ледебуритом (Л), по имени немецкого ученого Ледебура, содержит 4,3 % углерода.

При температуре ниже 727°C в состав ледебурита входят цементит первичный и перлит, его называют ледебурит превращенный (ЛП).


По линии HN начинается превращение феррита (Формула) в аустенит, обусловленное полиморфным превращением железа. По линии NJ превращение феррита (Формула) в аустенит заканчивается.


По линии GS превращение аустенита в феррит, обусловленное полиморфным превращением железа. По линии PG превращение аустенита в феррит заканчивается.


По линии ES начинается выделение цементита вторичного из аустенита, обусловленное снижением растворимости углерода в аустените при понижении температуры.


По линии МО при постоянной температуре 768°C имеют место магнитные превращения.


По линии PSK при постоянной температуре 727°C идет эвтектоидное превращение, заключающееся в том, что аустенит, содержащий 0,8 % углерода, превращается в эвтектоидную смесь феррита и цементита вторичного:


Формула


По механизму данное превращение похоже на эвтектическое, но протекает в твердом состоянии.

Эвтектоид системы железо – цементит называется перлитом (П), содержит 0,8 % углерода.

Название получил за то, что на полированном и протравленном шлифе наблюдается перламутровый блеск.


Перлит может существовать в зернистой и пластинчатой форме, в зависимости от условий образования.


По линии PQ начинается выделение цементита третичного из феррита, обусловленное снижением растворимости углерода в феррите при понижении температуры.

Температуры, при которых происходят фазовые и структурные превращения в сплавах системы железо – цементит, т.е. критические точки, имеют условные обозначения.


Обозначаются буквой А (от французского arret – остановка):

А1 – линия PSK (7270С) – превращение П Формула А;

A2 – линия MO (7680С, т. Кюри) – магнитные превращения;

A3 – линия GOS ( переменная температура, зависящая от содержания углерода в сплаве) – превращение Ф Формула А;

A4 – линия NJ (переменная температура, зависящая от содержания углерода в сплаве) – превращение Формула;


Acm – линия SE (переменная температура, зависящая от содержания углерода в сплаве) – начало выделения цементита вторичного (иногда обозначается A3).

Так как при нагреве и охлаждении превращения совершаются при различных температурах, чтобы отличить эти процессы вводятся дополнительные обозначения. При нагреве добавляют букву с, т.е Формула, при охлаждении – букву r, т.е. Формула.


К списку Рандомный вопрос