Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Система железо-углерод. Диаграмма состояния железо-углерод



 

Система железо углерод имеет следующие фазы: жидкость, феррит, аустенит, цементит, графит.

В жидком состоянии железо и углерод имеют неограниченную растворимость друг в друге.

Феррит.Существуют две разновидности феррита – низкотемпературный a-феррит и высокотемпературный d-феррит.

Низкотемпературный a-феррит (феррит) – твердый раствор внедрения углерода в a-железо, которое имеет объемно-центрированную кубическую решетку (ОЦК решетка). Предельная растворимость углерода в феррите равна 0,02% при 723°С (точка Р на диаграмме Fe-C). При понижении температуры растворимость углерода в феррите уменьшается и при 20°С равна 0,01% (точка Q).

Феррит мягок (твердость по Бринеллю 70-80 ед.), обладает большим относительным удлинением (до 40%). Под микроскопом феррит выглядит в виде светлых однородных зерен.

Высокотемпературный d-феррит – твердый раствор внедрения углерода в d-железо которое имеет ОЦК решетку. Максимальная растворимость углерода в d-феррите равна 0,01% при 1492°С (точка Н).

Аустенит– твердый раствор внедрения углерода в g-железо которое имеет гранецентрированную кубическую решетку (ГЦК решетка). Максимальная растворимость углерода в аустените равна 2% при 1130°С (точка Е). При температуре 723°С аустенит содержит 0,8% углерода (точка S).

Цементит – химическое соединение углерода с железом – карбид железа Fe3C содержащий 6,67% C имеет сложную ромбоэдрическую решетку с плотной упаковкой атомов. Цементит обладает высокой твердостью (твердость по Бринеллю » 800 ед.) и хрупкостью. Цементит является метастабильной фазой, т. е. при нагревании до высокой температуры он становиться нестабильным и распадается на стабильные фазы аустенит и графит.

По структуре цементит различают:

1. Первичный Ц – кристаллизуется из жидкости при температу­ре, соответствующей линии СД. Под микроскопом наблюдается в ви­де светлых пластин (альбом).

2. Вторичный Ц – образуется при выделении углерода из аустенита при понижении температуры, от 1130 до 723°С (линия ЕS). Под микроскопом в сталях с содержанием более 0,8% С цементит вто­ричный наблюдается в виде сетки по границам зерен (рис. 2д, альбом).

3. Третичный Ц – образуется при выделении углерода из фер­рита при температурах ниже 723°С. Хорошо наблюдается в сталях с содержанием 0,01…0,02% С в виде отдельных островков по границам зерен феррита (рис. 2б, альбом).

Графит – углерод в свободном состоянии, является стабильной фазой.

Двухфазные составляющие

В системе железо-углерода имеются две двухфазных струк­турных составляющих: перлит и ледебурит.

Перлит – эвтектоидная смесь феррита и цементита пластинчатого строения с содержанием углерода 0,8%, образуется из аустенита при постоянной температуре на линии эвтектоидного превращения РSК по реакции Аs®Фр + Цк и находится при этой темпе­ратуре в равновесии с аустенитом состава точки S.

Ледебурит – эвтектическая смесь образуется из жидкости при постоянной температуре на линии эвтектического превращения ЕСF по реакции Жс® АEF, содержит 4,3% С и состоит в интер­вале температур от линии ЕСF до линии РSК из смеси аустенита и цементита, а при температуре ниже линии РSК из перлита и цементита. На линии ЕСF ледебурит находится в равновесии с жидкостью состава точки С. При комнатной температуре ледебурит состоит из пластин цементита, в которых расположены столбики перлита.

Рис. 2. Структура железо-углеродистых сплавов в равновесном состоянии:

а, б, в) доэвтектоидные сплавы; г) эвтектоидный сплав; д)заэвтектоидный сплав

Диаграмма железо-углерод

Диаграмма железо – углерод (рис.3), изображаемая сплошными лини­ями, является метастабильной диаграммой железо-цементит, а диаграмма, изображаемая пунктирными линиями, является стабиль­ной диаграммой железо-графит.

АВСД (АВС¢Д¢) – линия ликвидус в метастабильной (стабильной) диаграмме.

АНJЕСF (АНJЕ¢С¢F¢) – линия солидус в метастабильной (стабильной) диаграмме.

АВ и АН – линии начала и конца кристаллизации феррите.

ВС (ВС¢) и JE (JЕ¢) – линии начала и конца кристаллизации аустенита в метастабильной (стабильной) диаграмме.

HJB – линия перитектического превращения. Точка Jявляется перитектической точкой.

ECF(E¢C¢F¢) – линия эвтектического превращения в метастабильной (стабильной) диаграмме.

NH и NJ линии начала и конца полиморфного превращения d-феррита в аустенит.

СД (С¢Д¢) – линии начала кристаллизации цементита (графита) в метастабильной (стабильной) диаграмме.

С (С¢) – эвтектическая точка в метастабильной (стабильной) диаграмме.

ЕS (E¢S¢) – линии ограниченной растворимости углерода в аустените в метастабильной (стабильной) диаграмме.

РQ (Р¢Q¢) – линия ограниченной растворимости углерода в феррите в метастабильной (стабильной) диаграмме.

 

 
 






Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-15; Просмотров: 107; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.09 с.) Главная | Обратная связь