Анализ диаграммы Fe – ц

АСД – линия ликвидус. Линия АС соответствует температуре начала кристаллиза-ции аустенита. В сплавах с содержанием С<2,14% кристаллизация аустенита заканчивается на линии АЕ. Концентрацию аустенита в интервале температур определяют по линии АЕ.

По мере кристаллизации аустенита содержание углерода в жидкости увеличивается, оно приближается к 4,3% и определяется по линии AC. (рисунок 6.2).

Участок СД соответствует температуре начала кристаллизации первичного цементи-та из жидкого сплава. По мере кристаллизации цементита концентрация жидкости изменя-ется по линии СД и стремится к 4,3%С.

AECF – линия солидус. При этих температурах кристаллизация заканчивается. Сплавы с содержанием углерода до 2,14% (стали) ниже линии АЕ находятся в виде аусте-нита.

ECF – линия ледебуритного превращения. При этой температуре оставшийся жидкий сплав эвтектического состава (4,3%C) кристаллизуется в виде смеси А + Ц (ледебурит).

В структуре сплавов Fе – Ц превращения происходят и в твердом состоянии. Это свя-

зано:

а) с переходом Fe γ → Fe α;

б) с уменьшением растворимости углерода в решетке с понижением температуры.

GS – линия, которая определяет температуру начала выделения из аустенита феррита. Её температура меняется от 910º для железа до 727°С для сплава, содержащего 0,8%C. Феррит, выделившийся из аустенита, содержит не более 0,02%С. Его появление ведет к обогащению углеродом оставшегося аустенита до 0,8% (растворимость определяется по линии GS). В точке S аустенит, содержащий 0,8%С, распадается на смесь Ф + Ц, которая

42

называется – перлит (эвтектоид).

Линия PSK – линия перлитного превращения. При этой температуре заканчиваются фазовые превращения в сплавах. В результате превращения сталь, содержащая до 0,8%С, имеет в структуре Ф + П. Эта сталь называется – доэвтектоидная.

• заэвтектоидной стали (C>0,8%) с понижением температуры ниже линии SE рас-творимость углерода уменьшается от 2,14% до 0,8%. Углерод выходит из аустенита в виде цементита вторичного, который тонкой сеткой окружает зерно аустенита. Так как цемен-тит отличается высоким содержанием углерода (б,67%), то его выделение ведет к умень-

шению количества углерода в аустените до 0,8%. Аустенит на линии SК превращается в перлит. Структура заэвтектоидной стали – П + Ц^II.

Аналогичные изменения наблюдаются с понижением температуры в чугунах. В за-висимости от состава сплав, содержащий 4,3%С, будет иметь в структуре ледебурит (эв-тектический чугун), от 2,14 до 4,3%С – структуру П + Л + Ц ^II (доэвтектический чугун),

более 4,3%С – структуру Л + Ц	I	(заэвтектический чугун). Таким образом, чем больше в

чугуне углерода, тем больше места в его структуре занимает цементит.

Все описанные при охлаждении изменения структуры обратимы. Например, при нагреве сплавов до линии PSK перлит снова объединяется в аустенит, при дальнейшем нагреве феррит превращается в аустенит, цементит растворяется в аустените и т.д.

Рассмотрим превращения в некоторых железоуглеродистых сплавах на кривых охлаждения, построенных с помощью правила фаз по диаграмме Fe–Ц (рисунок 6.2 а, в).