Диаграмма состояния железо-углерод. Основные фазы и превращения. Деление сплавов на стали и чугуны

Солидус: А, Н, J, C, F

Ликвидус: АВСD (выше все сплавы в жидком состоянии)

ВС- кристаллизация твердого раствора.

NH- начало полиморфного превращения

NJ- конец полиморфного превращения

А- максимально растворен Fe в С

В- перетектическая точка

Т=1493- перетектическая реакция

Т=1147- эвтектическая реакция

Т=727- эвтектоидная реакция

Р- максим раствор С в Fe

PQ- линия ограниченной растворимости С в Fe

Е- линия предельной растворимости C в Fe

Q- тысячные доли процента C в Fe

Сплавы железа с углеродом до 2%- стали, больше 2%- чугун

2%-4,3%- доэвтектический чугун

4,3%- эвтектический чугун

больше 4,3% - заэвтектический

От P до S – доэвтектоидная сталь

0,8%- эвтектоидная сталь

0,8%-2%- заэвтектоидная сталь

Стали содержащие до 0,02% С называют технически чистое железо

Цементит — карбид железа, химическое соединение с формулой Fe3C. Концентрация углерода 6,67% по массе — предельная для железоуглеродистых сплавов. Цементит — метастабильная фаза; образование стабильной фазы — графита во многих случаях затруднено. Цементит имеет орторомбическую кристаллическую решётку, очень тверд и хрупок, слабо магнитен до 210 °С.

В зависимости от условий кристаллизации и последующей обработки цементит может иметь различную форму — равноосных зёрен, сетки по границам зёрен, пластин, а также видманштеттову структуру.

Цементит в разных количествах, в зависимости от концентрации, присутсвует в железоуглеродистых сплавах уже при малых содержаниях углерода. Формируется в процессе кристализации из расплава чугуна. В сталях выделется при охлажении аустенита или при нагреве мартенсита. Цементит является фазовой и структурной составляющей железоуглеродистых сплавов, составной частью ледебурита, перлита, сорбита и троостита. Цементит — представитель так называемых фаз внедрения, соединений переходных металлов с легкими металлоидами. В фазах внедрения велики доля как ковалентной, так и металлической связи.

Аустенит (γ-фаза) — высокотемпературная гранецентрированная модификация железа и его сплавов.

Аустенит — твёрдый раствор легирующих элементов в -железе. В чистом железе существует в интервале температур 910—1401°C; в углеродистых сталях аустенит существует при температурах не ниже 723°C

Ледебурит — структурная составляющая железоуглеродистых сплавов, главным образом чугунов, предсталяющая собой эвтектическую смесь аустенита и цементита, ниже 1147 °C.

Эвте́ктика (греч. éutektos — легкоплавящийся) — жидкая система (раствор или расплав), находящаяся при данном давлении в равновесии с твёрдыми фазами, число которых равно числу компонентов системы.

Перлит — одна из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов — сталей и чугунов: представляет собой эвтектоидную смесь двух фаз — феррита и цементита (в легированных сталях — карбидов). Перлит — продукт эвтектоидного распада аустенита при сравнительно медленном охлаждении железоуглеродистых сплавов ниже 727 °C

ПЕРИТЕКТИКА (от греч. periteko - плавлю - расплавляю, разжигаю), равновесие трех фаз в системе, состоящей из компонентов А и В: двух твердых растворов на основе А и В и жидкого раствора (расплава). Перитектика существует при постоянной температуре, называется перитектической точкой, которая является промежуточной между температурами плавления чистых веществ А и В. Образование перитектики используется в металловедении, производстве материалов для микроэлектроники, галургии.