Диаграмма состояния железо — цементит (метастабильное равновесие)

Диаграмма состояния железо — цементит (метастабильное равновесие)

• Фазовая диаграмма железо-цементит (Метастабильное равновесие) Диаграмма состояния железо-углерод (цементит) приведена на рисунке. 79. Он показывает фазовый состав и структуру сплава с концентрациями в диапазоне от чистого железа до цементита (6,67% C). Системы Fe-Fe3C метастабильная. Образование цементита вместо графита дает меньший прирост свободной энергии, но кинетическое образование карбидов железа более вероятно. На диаграмме Fe-Fe3C точка A (1539°C) соответствует температуре плавления железа, а точка D (~1550°C) — температуре плавления цементита.

Точки N (1392°C)и G (910°C) соответствуют характерным точкам полиморфного превращения на фазовой диаграмме Fe-Fe3C(рис. 79) соответствуют следующие концентрации углерода (МАС.%): d B—0,51% C в жидкой фазе, которая находится в равновесии с ферритом и аустенитом. температура перитектического 1499°С;Н-0.1% с (предельное содержание 8-ferrate1499C): Джей-0.16 С-для аустенитных с перитектическим температуре 1499°С;E-2.14% с (эвтектической температуры 1147°С) в аустенитной предел содержания;с-0.8%; Р-0.02% с (со-температура) в переправляются с конфетти содержания 727 ° С. Кристаллизация сплава Fe-Fe3C. АВ провод (провод ликвидус) показывает температуру начала кристаллизации

8 ферритной (ф) из жидкого сплава Людмила Фирмаль

Двести триста миллионов шестьдесят одна сотня Жидкие++ферриты железистые B+ » + аустенитные^Q (j N Тысяча триста $0. класс ст <адрес£ та ОИ Т Fn+Aj), в результате чего образуется двухфазная структура 8 феррита (f)+’/-твердого раствора (A). В сплаве, содержащем 0,16% C (точка J), исходный Кристалл твердого раствора 5 феррита в результате взаимодействия с жидкой фазой в ходе перитектической реакции полностью образуется в аустените:WB+FD->Aj, в результате взаимодействия между сплавом, содержащим 0,16-0,51% C при перитектической температуре 8 ферритов и жидкой фазой, an 80, сплав 7): WW+FN — ^WW+AJ. В связи с этим при температурах ниже линии JB сплав является двухфазным:аустенит+жидкость.

Процесс кристаллизации будет закончен соответствуя линии solidus JE когда температура достигнется. После отверждения сплав приобретает аустенит однофазной структуры. Сплавы, содержащие от 0,51 до 2,14% C BC и JE-кристаллизуются в линейно ограниченном диапазоне температур. Под линией BC сплав состоит из жидкой фазы и аустенита. В процессе кристаллизации состав жидкой фазы изменяется вдоль Ликвидуса, а аустенит изменяется вдоль Солидуса. Например, в сплаве Т2 состав жидкой фазы определяется точкой g, а в точке b-аустенитом(рис. 80). После затвердевания(по линии solidus JE) сплав приобретает однофазную структуру-аустенит.

• Первичные кристаллы аустенита (и о-феррита) имеют форму дендритов, размер и структура которых зависят от перегрева металла на Ликвидусе, его состава и кристаллизации. При кристаллизации предэвтектического сплава, содержащего 2,14-4,3% C, состав жидкой фазы определяется линией BC и линией аустенита, а аустенит определяется линией JE. Таким образом, сплав 3(фиг. 80) Т12 при температуре, включающей жидкую фазу состава, соответствующего точке т. При температуре 1147 ° с аустенит достигает максимальной концентрации, соответствующей точке Е (2,14% С), а оставшаяся жидкость эвтектического состава точки с (4,3% с). В эвтектической температуре (линия ECF) наблюдается неравномерность (C=0) равновесно-аустенитного состава жидкофазного состава точки E (Le), цементита (Fe3C) и точки C (LC).

В результате кристаллизации жидкого сплава в составе точки с эвтектический ледебрайт становится в момент образования аустенита в составе точки Е и образуется цементит: LC^ ; Redebright’ Кривая охлаждения при кристаллизации эвтектики (ледебурита) обозначена областью(рис. 80, б). Таким образом, предварительно эвтектического сплава после затвердевания имеют структуру аустенит + redebrite (а + Фе, с). Фазовый состав сплава после затвердевания — аустенит и цементит.’ Эвтектический сплав (4,3% C)затвердевает при постоянной температуре. 125 белка 80. Fe-Fe, диаграмма состояния C (a) и кривая охлаждения стали (b) и чугуна («) Образуется только эвтектический

ледебрайт, состоящий из двух фаз аустенита и цементита. 80). Людмила Фирмаль

Ледебурит имеет ячеистую или пластинчатую структуру. При медленном охлаждении образуется сотовый ледебурит, представляющий собой разновидность цементированных почкованных разветвленных аустенитных кристаллов. Слоистые свинцовые брикеты состоят из цементитных тонких пластин, разделенных аустенитом и образованных быстрым охлаждением. Сотовые и пластинчатые структуры часто объединяются в рамках одной эвтектической колонии(рис. 78, В и 82, 6). Заэвтектического сплава (от 4,3 до 6,7%) снижает температуру до точки ликвидуса диск и начинает затвердевать. В то же время, Заро-в жидкой фазе. Образуются и растут кристаллы цементита.

Концентрация углерода в жидком сплаве уменьшается с уменьшением температуры Ликвидуса. Например, при температуре Т16 состав жидкости в сплаве 4 находится при температуре 1147°с точка к. через затвердевание жидкость достигает эвтектической концентрации 4,3% с (точка С) и образует ледебурит После затвердевания Трансэвтектический сплав состоит из первичного цементита и восстановителя. 80). Фазовым составом трансэвтектического сплава после затвердевания является аустенит и цементит. Сплав, содержащий до 2,14%C, называется Сталью;сплав, содержащий более 2,14% C, называется чугуном. Принятое различие между Сталью и чугуном согласуется с предельной растворимостью аустенитного углерода.

После закалки стали светодиодные хрупкие конструктивные элементы не редки-уступы легкие, а имеют только высокую пластичность и аустенитную структуру с высоким нагревом, поэтому их можно легко удалить.、 По сравнению со Сталью, чугун имеет лучшие литейные характеристики, особенно низкую температуру плавления, и имеет меньшую усадку. Это объясняется наличием легкоплавкой эвтектики (ледебрайт) в структуре чугуна. Структура изменяется с 126фазным сплавом Fe-Fe3C (вторичная кристаллизация). Превращение полиморфизма в железе и изменение растворимости углерода в аустените и феррите вызывают фазовые и структурные превращения.

Эти превращения происходят в твердом состоянии и описываются линиями(рис. 79,80), ниже. Линия NH является верхней границей области, где сосуществуют двухфазный феррит и аустенит. При охлаждении эта линия соответствует начальной температуре полиморфного превращения феррита 8 в аустенит. Линия NJ — это нижняя граница области, где сосуществуют 8 ферритов и аустенит, а при охлаждении-верхняя граница феррита (парамагнитное состояние) и аустенита (т. е. начальная температура), эквивалентная температуре конца превращения в 8 ферритов аустенита», — объяснил происхождение превращения образованием сосуществующего парамагнитного Деррида. Феррит (ферромагнитное состояние) и аустенит являются верхней границей сосуществующей области, и при охлаждении эта линия является началом y->a-превращения с образованием ферромагнитного феррита.

Температура, соответствующая линии GOS в условиях равновесия, обычно называется A3. В стали, содержащей до 0,8% C, полиморфизм u^ » — вариантов происходит в интервале температур и сопровождается перераспределением углерода между ферритом и аустенитом. Предельная растворимость углерода в аустените SE при охлаждении соответствует начальной температуре отделения вторичного цементита от аустенита и конечной температуре растворения вторичного цементита в аустените при нагревании. Принято, что критическая точка, соответствующая линии SE, указывает на АСТ. Линия ГП во время охлаждать, встречает температуру конца преобразования аустенита к ферриту, нагревая встретит начало преобразования феррита к аустениту.

Смотрите также:

Решения задач по материаловедению

Диаграмма состояния железо — графит (стабильное равновесие)	Холодная и горячая деформации
Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали	Компоненты и фазы в системе железо — углерод