Диаграмма состояния сплавов железа с углеродом

Диаграмма сплавов железа с углеродом охватывает не все сплавы, содержащие от 0 до 100% С, а только часть их с содержанием от 0 до 6,67% С, так как сплавы с более высоким содержанием углерода практического применения не имеют. По горизонтальной оси диаграммы Fe — FgC откладывается содержание углерода от 0 до 6,67% или от 0 до 100% FegC, а по вертикальной оси —температура. Каждая точка на диаграмме характеризует определенный состав сплава при определенной температуре. Диаграмма сплавов Fe — Fe3C является сложной. Превращения в этих сплавах происходит не только при затвердевании жидкого сплава, но и в твердом состоянии вследствие перехода железа из одной аллотропической формы в другую.

Верхняя часть диаграммы. Линия A BCD (ликвидус) — начало затвердевания сплавов Fe — Fe3C; выше этой линии все сплавы находятся в жидком состоянии. Чистое железо плавится и затвердевает при 1539°. Эвтектический сплав, содержащий 4,3% С, плавится и затвердевает при 1130°. В твердом состоянии он получает типичную зернистую эвтектическую структуру ледебурита. Все остальные сплавы плавятся и затвердевают в некотором интервале температур. При температурах, соответствующих линии АВ, из жидкого сплава выделяется б (а)-твердый раствор. На горизонтали HJB при 1492° происходит перитектическое превращение, при котором жидкая фаза состава точки в количестве, определяемом отрезком, и б-твердый раствор предельной концентрации в количестве, определяемом отрезком, реагируя между собой, образуют аустенит. В силу указанного в сплавах, лежащих левее точки и потому имеющих избыточное количество кристаллов твердого б-раствора, при переходе линии перитектического превращения образуется структура аустенит плюс кристаллы б-твердого раствора, а в сплавах, лежащих правее точки J и имеющих избыточное количество жидкой фазы, при переходе линии перитектического превращения образуется структура аустенит и жидкий сплав.

Правее точки В при температурах, соответствующих линии ВС и ниже ее, из жидкого сплава выделяются кристаллы аустенита с пониженным содержанием углерода, а оставшийся жидкий сплав по мере охлаждения обогащается углеродом.


Затвердевание сплавов, содержащих до 2% С, заканчивается на линии AHJE. Ниже линии NJE сплавы состоят только из одного аустенита. Затвердевание сплавов, содержащих от 2 до 4,3% С, заканчивается на линии ЕС, где оставшийся жидкий сплав эвтектического состава превращается при постоянной температуре (1130°) в ледебурит. Таким образом, ниже линии ЕС структура затвердевшего сплава будет состоять из аустенита и ледебурита.

Эвтектический сплав с 4,3% С полностью затвердевает при постоянной температуре, соответствующей точке С, и после затвердевания образует только ледебурит.

Сплавы, содержащие от 4,3 до 6,67% С, начинают затвердевать при температурах, соответствующих линии CD. Сначала из жидкого сплава выделяются кристаллы первичного цементита1, вследствие чего оставшийся жидкий сплав обедняется углеродом. После достижения температуры, соответствующей линии С, оставшийся жидкий сплав получает эвтектический состав и затвердевает при постоянной температуре. В результате затвердевания такие сплавы имеют структуру, состоящую из первичного цементита и ледебурита. Нижняя часть диаграммы. В структуре сплавов Fe—Fe3C превращения происходят также и в твердом состоянии. Это объясняется:

а) переходом железа из одной аллотропической формы в другую;

б) изменением растворимости углерода как в у-железе, так и в а-железе при понижении температуры.

Дополнительная информация: современные средства поиска работы предполагают использование высоких технологий, таким образом может быть найдена работа Киев, а также работа в любых других украинских городах.