91543f19f7bc49a1beada1166a61529e (1)

1.

Диаграмма состояния - это график фазовых состояний в зависимости от
концентрации каждого химического элемента и температуры.
Диаграмма железо-углерод - это отображение фазового состояния сплавов железа
(Fe) с углеродом (C) в зависимости от их химсостава и температуры.
Первое представление о диаграмме железо-углерод дал великий металлург и
изобретатель — Дмитрий Константинович Чернов, который в 1868 г. отметил
существование в стали критических точек и их зависимость от содержания в
стали углерода.

2.

По оси
ординат обозначены
температуры системы.
По оси абцисс химические составы.
Максимальная температура системы ограничивается температурами плавления
компонентов. Выше идёт только жидкость.
Слева феррит. Справа – углерод. Количество углерода растёт слева направо.
Обратите внимание и на нижнюю шкалу, где отложен Fe3C. Это цементит. Его
количество также увеличивается слева направо.
Цементит - это карбид железа или химическое соединение железа с углеродом....
Максимальное количество углерода в этой системе 6,67%. А
вот цементита будет 100%.

3.

Чистое железо (альфажелезо) на диаграмме
есть только в
крайней левой точке. Всё
что дальше вправо это феррит. Феррит,
это твёрдый раствор
углерода в альфа железе.
На диаграмме есть и сталь, и чугун.
Сталь — это сплав железа (Fe)с углеродом (С), в котором массовая
доля углерода(С) составляет до 2,14 % (теоретически). На практике обычно
массовая доля углерода(С) составляет 1,3 … 1,5 %.
Чугун — это сплав железа (Fe)с углеродом (С), в котором массовая
доля углерода(С) составляет 2,14 … 6,67 % (теоретически). На
практике применяются чугуны с массовой долей углерода(С) - 2,5 … 5,0 %.

4.

Фазы на диаграмме
Жидкая фаза - получается при расплавлении компонентов. При разных химических
составах имеем разные температуры плавления.
Феррит - это твердый раствор внедрения углерода в альфа железо.
Аустенит - это твёрдый раствор внедрения углерода в гамма железо.
Цементит - Химическое соединение железа с углеродом. Максимальная концентрация
углерода в цементите 6,67% по массе и это предельная для железоуглеродистых
сплавов концентрация.
Графит - это фаза состоящая только из углерода со слоистой гексагональной решёткой.
Он выделяется в системе железо-углерод при определенных условиях
При температуре 768 ºC (точка Кюри)
происходит магнитное превращение железа.
При температуре выше точки
Кюри железоуглеродистые сплавы теряют
свои магнитные свойства. Температура
плавления железа - 1539 ºC.

5.

Структуры на диаграмме
Л - это ледебурит. Особенная структура, характерная преимущественно для чугунов.
Представляет собой эвтектическую смесь аустенита и цементита
П - это перлит. структура, которая представлена эвтектоидной смесью из тонких
пластинок феррита и цементита.

6.

Эвтектическая структура образуется изначально из жидких фаз и представляет собой
мелкозернистую механическую смесь двух фаз – аустенита и цементита первичного
(А+Ц) при 1147 0С и называется ледебуритом (Л). Эвтектическое превращение идет
при постоянной температуре (1147 0С). С — эвтектическая точка.
Эвтектоидная - образуется изначально не из жидких фаз, а из
твердых. Эвтектоидная представляет собой мелкодисперсную механическую смесь
двух фаз — феррита и цементита вторичного (Ф+Ц) и называется перлитом
(П). Эвтектоид образуется при строго определенном количестве углерода в сплаве —
0,8 %. Эвтектоидное превращение (при охлаждении) идет при постоянной
температуре (727 0С). S — эвтектоидная точка.

7.

Сплавы на диаграмме
до 0,02 % С — техническое железо (феррит);
до 2,14 % С — углеродистые стали;
от 0,006 % С до 0,8 % С — доэвтектоидные стали;
0,8 % С
— эвтектоидная сталь;
свыше 0,8 % С до 2,14 % С — заэвтектоидные стали;
·
от 2,14 % С до 4,3 % С
— доэвтектические чугуны;
4,3 % С
— эвтектический чугун;
свыше 4,3 % С до 6,67 % С — заэвтектическими чугуны;
6,67 % С
— цементит.

8.

ABCD - это линия ликвидус. Выше неё только жидкая фаза.
АЕСF — линия солидус. Ниже её только твердая фаза .
РSК — линия эвтектоидного превращения. ЕСF — линия
эвтектического превращения.
Диаграмма состояния железо-углерод, с размеченными областями, как показано на
рисунке выше, указывает нам фазовые и структурные состояния, которые мы имеем в
системе при данных параметрах (температура и химсостав).
Линии указывают начало или конец процесса кристаллизации или плавления.

9.

Характерные точки на диаграмме железо-углерод
В точка N и G - полиморфное превращение. Происходит смена типа кристаллической
решетки. Сначала с альфа-железа на гамма-железо, потом наоборот.
Точка C - это эвтектическое превращение со структурой ледебурит.
Точка S - это эвтектоидное превращение, имеем в структуре чистый перлит.
Точка H - это перитектическое превращение. Взаимодействие кристаллов твердого
раствора с жидкостью, происходящий при постоянной температуре и постоянной
концентрации фаз, приводящее к образованию кристаллов другого твердого раствора.