Материаловедение и ТКМ


Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов


Среди диаграмм состояния металли­ческих сплавов самое большое значение имеет диаграмма состояния системы железо-углерод. Это объясняется тем, что в технике наиболее широко приме­няют железоуглеродистые сплавы.

Имеются две диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов: метастабильная, характеризующая превращения в системе железо-карбид железа (це­ментит), и стабильная, характеризую­щая превращение в системе железо - графит.

На то, что система железо - графит является более стабильной, чем система железо-цементит, указывает тот факт, что при нагреве до высоких температур цементит распадается на железо и гра­фит, т. е. переходит в более стабильное состояние.

Компоненты и фазы в сплавах железа с углеродом

Железо и углерод — эле­менты полиморфные. Железо с температурой плавления 1539°С имеет две модификации - ? и ?. Модификация Fe?, существует при тем­пературах до 911°С и от 1392 до 1539°С, имеет ОЦК решетку с пери­одом 0,286 нм. Важной особенностью Fe? является его ферромагнетизм ниже тем­пературы 768 С, называемой точкой Кюри.

Модификация Fe? существует в интер­вале температур от 911 до 1392°С и имеет ГЦК решетку, период которой при 911°С равен 0,364 им. ГЦК решет­ка более компактна, чем ОЦК решетка. В связи с этим при переходе Fe? в Fe? объем железа уменьшается приблизи­тельно на 1%.

Углерод существует в двух модифика­циях: графита и алмаза. При нор­мальных условиях стабилен графит, ал­маз представляет собой его метастабильную модификацию. При высоких давлениях и температурах стабильным становится алмаз.

Фазы в сплавах железа с углеродом представляют собой жидкий раствор, феррит, аустенит, цементит и свободный углерод в виде графита.

Феррит (обозначают Ф) - твердый раствор внедрения углерода в Fe?. Различают низкотемпературный и высокотемпературный феррит. Предельная концентрация углерода в низко­температурном феррите мала и составляет 0,02%, в высокотемпературном-0,1%. Столь низкая растворимость углерода в Fe? обусловлена малым размером межатомных пор



Начало  Назад  Вперед