ДИАГРАММА ЖЕЛЕЗО- УГЛЕРОД
ЛИНИИ И ТОЧКИ
•А - температура плавления чистого железа (1539 °С)
•Д - температура плавления цементита (ТL ~ 1250°С)
•N - Т( ) = 1392°С полиморфные
•G - T( ) = 911°С превращения
•АВСCD - линия ликвидуса (начало первичной кристаллизации).
•АHJЕCF – линия солидус (окончание первичной кристаллизации).
•HJB – перитектическая горизонталь (1499 0С).
•ECF - эвтектическая горизонталь (1147 0С).
•PSK - эвтектоидная горизонталь (727 0С), линия окончания вторичной кристаллизации у сталей, линия перекристаллизации чугунов, точки А1 для сплавов.
•GSE – линия начала вторичной кристаллизации у сталей, точки А3 для сплавов.
• SE - линия предельной растворимости углерода в -Fe
•NH и NJ - начало и конец полиморфного превращения высокотемпературного феррита в аустенит (и аустенита в феррит), точки А4 для сплавов.
•PQ - линия предельной растворимости углерода в - Fe.
•Эвтектика (точка С) – механическая смесь, образующаяся при кристаллизации жидкого раствора.
•Эвтектоид (точка S) – механическая смесь, образующаяся при распаде твердого раствора.
•Перитектика (точка J) – твердый раствор
•Феррит - твердый раствор внедрения углерода в - (ОЦК) железе. Различают низкотемпературный (Fе ) и высокотемпературный (Fe ) феррит. Атомы углерода располагаются в решетке -Fe в межузлиях. Из-за малых размеров этих пор в ОЦК-решетке (0,291 r, где r - радиус атома железа) значительная часть атомов углерода располагается на дефектах (вакансиях, дислокациях). Этим объясняется малая растворимость углерода в -Fe. Максимальная концентрация углерода в феррите - 0,02 % при 727°С, а при комнатной температуре - 0,006 %.
•Феррит мягок и пластичен. Он имеет следующие механические свойства:
в = 250 МПА; о,2 = 120 МПА; = 50 %; = 70 %;
•KCU = 2,5 МДж/м2; НВ = 100-120 кгс/мм2.
•Так же, как и -Fe, феррит магнитен до 768 °С.
•Под микроскопом феррит выявляется в виде однородных светлых зерен. Обозначают феррит буквой Ф (либо -Fe).
•Аустенит - твердый раствор внедрения углерода в - (ГЦК) железе. Кристаллическая решетка аустенита - ГЦК. Размер пор в ГЦК- решетке почти в 2 раза больше, чем в ОЦК- решетке. Поэтому растворимость углерода в-Fe больше, чем в - Fe. Максимальная концентрация углерода в аустените - 2,14 % при 1147 °С и 0,8 % при 727 °С. Аустенит, так же как и -Fe, немагнитен (парамагнитен). Аустенит пластичен = 40 50 %, НВ = 160200 кгс/мм2. Обозначают аустенит буквой А (либо - фаза). Аустенит имеет пластинчатое строение с прямыми границами.
•Цементит - химическое соединение Fe3С и содержит 6,67% С (карбид железа). Кристаллическая решетка цементита – сложная. Он тверд (НВ=800 кгс/мм2), легко царапает стекло и хрупок. Условно температуру плавления цементита считают ~ 1600°С, хотя он до этого не доходит и распадается на железо и графит. Обозначают цементит буквой Ц (или
Fe3С).
•Перлит – механическая эвтектоидная смесь феррита и цементита, содержит 0,8%С. Образуется из аустенита при температуре Т=727 0С.
= 25 %; НВ = 250 кгс/мм2, в = 550
МПА.
•Под микроскопом перлит выглядит в виде зерен с пластинчатым или зернистым чередованием феррита и цементита. Обозначают перлит буквой П.
•Ледебурит – эвтектическая смесь аустенита и цементита (после первичной кристаллизации) либо перлита и цементита (после перекристаллизации). Содержит 4,3%С.
= 1 %; НВ = 600 кгс/мм2.
•Под микроскопом перлит выглядит в виде зерен с серыми зернами перлита на белом фоне цементита. Обозначают перлит буквой Л.
Микроструктура:
а – доэвтектоидная сталь – феррит (светлые участки) и перлит (темные участки) при 500х увеличении, б – эвтектоидная сталь – перлит (1000х), в – заэвтектоидная сталь – перлит и цементит в виде сетки (200х)
Микроструктура белого чугуна при 500х увеличении:
а- доэвтектический чугун – перлит (темные участки) и ледебурит (цементит вторичный в структуре не виден), б – эвтектический чугун – ледебурит (смесь перлита и цементита), в – заэвтектический чугун – цементит (светлые пластины) и ледебурит