Диаграмма состояния железо-углерод отображает при помощи линий и критических точек.

1. Диаграмма Состояния Железоуглеродистых Сплавов
2. Диаграмма Состояния Железо-углерод Реферат

Диаграмма состояния железо-углерод дает представление о строении углеродистых сплавов – сталей и чугунов (упрощенный вариант диаграммы показан на рисунке 4.1). Первое представление о диаграмме дал Д. Чернов еще в 1868г. Содержание углерода в железе ограничивается 6,67%, так как при этой концентрации образуется химическое соединение – карбид железа ( Fе 3С) или как его чаще называют – цементит. Цементит и является вторым компонентом диаграммы. Точка А (1539 о С) соответствует температуре плавления чистого железа.

Точка D (1500 о С) – температуре плавления цементита. Для построения диаграммы необходимо знать ее области, линии, температуры, концентрации. Помимо двух указанных выше концентраций и температур, необходимо помнить ряд других.

Для линии ликвидуса характерными являются также точки: В (0,51%С, 1490 о С), С (4,3%С, 1147 о С). Для линии солидуса характерными являются точки: Е (2,14%С – предельное состояние углерода в аустените, 1147 о С), С (4,3%С, 1147 о С), F (6,67%С, 1147 о С).

Для линии полиморфного превращения характерными являются точки: G (910 о С), S (0,8%С, 727 о С), Е. Фазы в сплавах железа с углеродом представляют собой: жидкий раствор, феррит, аустенит, цементит, и свободный углерод в виде графита. Феррит - это твердый раствор внедрения углерода в альфа железо. Имеет ОЦК решетку.

Различают низкотемпературный и высокотемпературный феррит. Предельная концентрация углерода в низкотемпературном феррите всего лишь 0,02%, в высокотемпературном 0,1%. Столь низкая растворимость углерода в Fe α обусловлена малым размером межатомных пустот в ОЦК решетке. Атомы углерода размещаются в дефектах кристаллической решетки – вакансиях и дислокациях. Феррит мягкая пластическая фаза. Феррит - это твердый раствор внедрения углерода в альфа железо.

Имеет ОЦК решетку. Аустенит – твердый раствор внедрения углерода в Fe γ. Аустенит – твердый раствор внедрения углерода в Fe γ. Он имеет ГЦК решетку, межатомные пустоты которой больше, чем в ОЦК решетке, поэтому растворимость углерода в Fe γ значительно больше и достигает 2,14%. Аустенит пластичен, но прочнее феррита.

Цементит – карбид железа Fe 3C, содержит 6,67% С и имеет сложную ромбическую решетку. Цементит тверд и хрупок. Графит – углерод, выделяющийся в железоуглеродистых спла вах в свободном состоянии.

Имеет гексагональную кристаллическую решетку. Электропроводен, химически стоек. Малопрочен, мягок. Эвтектоидную смесь, состоящую из феррита и цементита, называют перлитом. Перлит имеет пластинчатое строение, кристаллы цементита перемежаются с кристаллами феррита. Смесь перлита и цементита называют ледебуритом.

Диаграмма Состояния Железоуглеродистых Сплавов

В зависимости от содержания углерода в системе ( Fe-С ) имеются две большие группы сплавов: стали и чугуны. Сталями называют сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14% С.

Сплавы с большим содержанием углерода называют чугунами. Сталь, содержащую 0,8% С, называют эвтектоидной. Если в стали углерода менее 0,8%, то сталь называют доэвтектоидной, а при содержании углерода более 0,8% - заэвтектоидной. Структура доэвтектоидной стали состоит из феррита (светлая составляющая) и перлита (темная составляющая). Структура эвтектоидной стали состоит только из перлита. Структура заэвтектоидной стали состоит из перлита и цементита вторичного.

Диаграмма Состояния Железо-углерод Реферат

Чугун, содержащий 4,3% С, называют эвтектическим. Чугун с меньшим содержанием углерода – доэвтектическим. Чугун с большим содержанием углерода – заэвтектическим. Эвтектический чугун состоит только из ледебурита.

Доэвтектический – из перлита и ледебурита. Заэвтектический – из первичного цементита и ледебурита.