Діаграми стану залізо-вуглець

Діаграма стану залізо-вуглець охоплює залізовуглецеві сплави, які містять від 0 до 6,67 % С. Ці сплави мають широке промислове застосування. Коли масова частка вуглецю стано­вить 6,67 %, утворюється стійка хімічна сполука Ге₃С — кар­бід заліза, або цементит. Ге₃С можна розглядати як окремий компонент системи залізо — цементит. Сплави з концентраці­єю вуглецю, що перевищує 6,67 %, практично не використову­ються через їхні незадовільні механічні властивості.У рівноважному стані розрізняють доевтиктоїдні, евтиктоїдні та заевтектоїдні сталі. Доевтиктоїдні містять від 0,02 до 0,8% вуглецю і мають ферито-перлітну структуру. Евтиктоїдна сталь містить 0,8 % вуглецю, її структура – зерна перліту, що складаються здебільшого із пластинок цементиту та фериту. Заевтиктоїднні містять від 0,8 до 2,14% вуглецю.

Чавуни

Чавуни — це залізовуглецеві сплави, масова частка вугле­цю в яких перебуває в межах від 2,14 до 6,67 %. Чавуни характеризуються добрими ливар­ними властивостями, у зв’язку з чим широко використовують­ся для виготовлення різноманітних виливків. Білими наз чавуни, в яких увесь вуглець перебуває у хімічній сполуці ферум3 С. Їх злами мають білий колір. Сірі чавуни – в їх структурі більша частка вуглецю перебуває у вигляді графіту пластинчастої форми в площині шліфа. Решта вуглецю разом із залізом утворює структуру металевої основи. Чавуни з пластинчастим графітом мають добрі ливарні влас­тивості, легко обробляються різанням, здатні гасити вібрації, що виникають в конструкціях, є найдешевшими і найпоширені­шими серед ливарних сплавів. Умовне позначення марки має літери СЧ — сірий чавун й цифри — значення мінімальної границі міцності матеріалу на розрив. Ковкими називають чавуни з пластівчастою формою графі­ту, отримані внаслідок спеціального довготривалого відпалу виливків з білого чавуну. Щоб отримати ковкий чавун, необхідно виготовити виливки білого чавуну, потім їх відпалити з метою графітизації. Утворений внаслідок відпалу графіт має компакт­ну майже рівноосьову, але не сферичну форму (рис. 2.7.4). Назва ковкий чавун умовна, тому що виливки завжди виготовляють литтям, а не куванням. Високоміцний чавун Чавун з кулястим графітом має в металевій основі графіт кулястої форми. Структура металевої основи — ферит, ферито-перліт або перліт. Чавун з феритною основою найменш міцний, але високопластичний, а чавун з пер літною основою — міцний, але малопластичний. Щоб отримати високоміцний чавун, перегрівають рідкий ме­тал та додають до нього модифікатори (магній, цезій, кальцій), які сприяють сфероїзації графіту під час кристалізації.