
- •1. Краткая характеристика контрольной работы
- •2. Выбор номера варианта задания
- •3. Формулировка заданий к контрольной работе
- •4. Исходные данные к заданиям
- •5. Общие требования к оформлению
- •6. Рекомендации по организации изучения учебной
- •6.1. Общие положения
- •6.2. Химический состав сплава
- •6.3. Маркировка металлических материалов машиностроения
- •6.4. Разбор фазовых превращений в сталях и чугунах по диаграмме «железо-цементит».
- •7. Рекомендуемая литература
- •Контрольная работа
6.4. Разбор фазовых превращений в сталях и чугунах по диаграмме «железо-цементит».
Диаграмма фазового равновесия двухкомпонентной (бинарной) системы сплавов Fe – C в варианте Fe – Fe3C представлена в прил. 4 на с. 48. Её можно использовать для описания фазовых превращений в сталях и чугунах.
Надо знать, что обозначения критических точек и, соответственно, линий на диаграмме Fe – Fe3C является интернациональным, т.е. единым. А вот для обозначения фаз используются разные системы символов. Координаты критических точек, физический смысл линий и обозначения фаз приведены в таблицах 9, 10, 11.
Таблица 9
Фазы в системе Fe – C
Название фазы |
Обозначение |
Тип кристаллической структуры |
||
Феррит |
Feδ(С) Feα(С) |
Ф |
δ α |
ОЦК |
Аустенит |
Feγ(С) |
А |
γ |
ГЦК |
Цементит |
Fe3С |
Ц |
|
Орторомбическая |
Графит |
Сгр |
Г |
|
Гексагональная |
Расплав |
|
Ж |
L |
|
Таблица 10
Критические точки диаграммы Fe – Fe3С
Критическая точка |
Координаты |
Физический смысл |
|
СС, мас. % |
Т,ОС |
||
A |
0 |
1539 |
Температура кристаллизации (плавления) чистого железа, или фазового перехода Feδ ↔ L |
N(А4) |
0 |
1392 |
Температура фазового перехода Feδ ↔ Feγ в чистом железе |
G(А3) |
0 |
911 |
Температура фазового перехода Feγ ↔ Feα в чистом железе |
H |
0,1 |
1499 |
Индикатор максимальной растворимости углерода в Feδ(С), или δ-феррите |
I |
0,16 |
1499 |
Температура тройного равновесия при перитектическом превращении LВ + δН ↔ γI |
B |
0,51 |
1499 |
|
E |
2,14 |
1147 |
Индикатор максимальной растворимости углерода в Feγ(С), или аустените |
C |
4,3 |
1147 |
Температура тройного равновесия при эвтектическом превращении LС ↔ γЕ + Fe3С |
P |
0,02 |
727 |
Индикатор максимальной растворимости углерода в Fe α (С), или α-феррите |
S |
0,8 |
727 |
Температура тройного равновесия при эвтектоидном превращении γS ↔ αP + Fe3С |
Q |
0,008 |
20 |
Индикатор уменьшающейся при понижении температуры растворимости углерода в Fe α (С), или α-феррите |
D |
6,67 |
1250…1600 |
Индикатор виртуальной температуры плавления цементита Fe3С |
F |
6,67 |
1147 |
Правый конец изотермы ЕСF эвтектического превращения |
K |
6,67 |
727 |
Правый конец изотермы PSK эвтектоидного превращения |
Таблица 11
Линии диаграммы Fe – Fe3С
Обозначение линии |
Фазовое превращение |
Название линии |
AB |
L ↔ δ |
Ликвидус δ-феррита |
BC |
L ↔ γ |
Ликвидус аустенита |
CD |
L ↔ Fe3С |
Ликвидус цементита: начало кристаллизации цементита (первичного) |
AH |
L ↔ δ |
Солидус δ-феррита |
IE |
L ↔ γ |
Солидус аустенита |
HIB |
LВ + δН ↔ γI |
Изотерма перитектического превращения |
HN |
δ ↔ γ |
Начало превращения δ-феррита в аустенит при охлаждении, окончание превращения аустенита в δ-феррит при нагреве |
IN |
δ ↔ γ |
Окончание превращения δ-феррита в аустенит при охлаждении, начало превращения аустенита в δ-феррит при нагреве |
ECF |
LС ↔ γЕ + Fe3С |
Изотерма эвтектического превращения |
ES |
γЕ → γ + Fe3С |
Сольвус аустенита: выделение избыточного (сверх прела растворимости) углерода из аустенита в виде цементита (вторичного) при охлаждении |
GS |
γ ↔ α |
Начало превращения аустенита в α-феррит при охлаждении, окончание превращения α-феррита в аустенит в при нагреве |
GP |
γ ↔ α |
Окончание превращения аустенита в α-феррит при охлаждении, начало превращения α-феррита в аустенит в при нагреве |
PSK |
γS ↔ αP + Fe3С |
Изотерма эвтектоидного превращения |
PQ |
αP → α + Fe3С |
Сольвус α-феррита: выделение избыточного (сверх прела растворимости) углерода из аустенита в виде цементита (третичного) при охлаждении |
Разбор процессов фазовых превращений при изменении температуры сплава по диаграмме фазового равновесия следует отражать в табличной форме (табл. 12).
Таблица 12
Разбор процессов первичной кристаллизации
и фазовых превращений в сплавах Fe – Fe3С
Текущее значение температуры, ОС |
Исходная фаза |
Фазовое превращение (реакция) |
Фазовый состав в результате реакции |
Схема микроструктуры |
1560 |
|
|
L0,08 |
|
Т < 1532 |
L0,08 |
L0,08 → δ0,01 |
L0,08 + δ0, 01 |
|
1507 < Т < 1532 |
L |
L → δ |
L + δ |
|
1465 < Т < 1507 |
|
|
δ0,08 |
|
Т < 1465 |
δ0,08 |
δ0,08 → γ0,12 |
δ0,08 + γ0,12 |
|
1435 < Т < 1465 |
δ |
δ → γ |
δ + γ |
|
895 < Т < 1435 |
|
|
γ0,08 |
|
Т < 895 |
γ0,08 |
γ0,08 → α0,005 |
γ0,08 + α0,005 |
|
727 < Т < 895 |
γ |
γ → α |
γ + α |
|
Т = 727 |
γ0,8 |
γ0,8 ↔ α0,02 + Fe3C |
γ0, 8 + α0,02+ Fe3C |
|