5.8 Диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов
Существует две диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов - метастабильная и стабильная. Метастабильная диаграмма отражает структурно-фазовое состояние сплавов, в которых углерод находится в связанном состоянии - в виде метастабильного химического соединения – цементита. Хотя цементит термодинамически менее устойчив, чем графит, его образование по кинетическим соображениям является более вероятным.
М
етастабильная
диаграмма состояния «железо-цементит»,
в упрощённом виде, выглядит следующим
образом:
IV III I II
A
1
3
1
VI V VII
2
D
12
15
4
5
А
+Ж
Ж
13
1
C
E
F
16
147
С
A
G
911 С
A
9
7
10
А+Ф 
14
17
7
S
K
6
8
P
11
Ф
Q
+П
П П+ЦII
П+ЦII+Л Л=П+Ц
Л+ЦI
0 0,8 2,14 4,3 6,67 % С
0 100 % Ц
Здесь по оси Х отложено содержание углерода в массовых процентах от 0 до 6,67 %, что соответствует содержанию цементита от 0 до 100 %. Точка А (1539С) соответствует температуре плавления чистого железа, точка D (1260 С) – температуре плавления (распада) цементита. Точка G (911С) является точкой полиморфного превращения железа из - в -модификацию или наоборот. Линия ACD является линией ликвидус, а линия AECF – линией солидус. На линии ECF (1147 С) происходит эвтектическое превращение, а на линии PSK (727 С) – эвтектоидное. Линия ES характеризует растворимость углерода в аустените, а линия PQ – растворимость углерода в феррите. Области существования различных фаз на диаграмме состояния отмечены большими буквами. Участок диаграммы состояния от 0 до 2,14 % С соответствует сталям, а остальная её часть – чугунам.
Стабильная диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов отражает фазовый состав сплавов, в которых углерод находится в виде стабильной фазы – графита. Такую диаграмму называют «железо-графит». От метастабильной диаграммы «железо-цементит» она отличается тем, что её линии немного смещены вверх и влево, а вместо цементита присутствует графит.