Диаграмма состояния железо - карбид железа (Fe-C) описывает фазовые превращения в сплавах на основе железа с различным содержанием углерода. Основные фазы, представленные в этой диаграмме, включают:
- Феррит (α-Fe) – "чистое" железо, которое имеет ромбическую решетку.
- Аустенит (γ-Fe) – феррит с углеродом, который имеет кубическую решетку.
- Цементит (Fe₃C) – карбид железа, который имеет между атомами железа атомы углерода и представляет собой сложную структуру.
- Пеарлит – смесительная фаза, состоящая из феррита и цементита, формирующаяся при определенных условиях.
Структурные составляющие в область 5,5% C:
На диаграмме состояния железо - карбид железа сплав с содержанием углерода 5,5% (обозначен "канту") находится в области, где складывается структура, состоящая из аустенита (γ) и цементита (Fe₃C). При охлаждении до комнатной температуры могут возникнуть следующие микроструктуры:
- При высоких температурах (800-1150°C): структура будет включать аустенит и цементит.
- При температуре ниже 727°C: будет происходить превращение аустенита в перлит и цементит, так как сплав охладится до фазовой границы между аустенитом и перлитом.
Описание превращений:
- При температуре выше 727°C сплав будет находиться в области аустенита.
- При медленном охлаждении до 727°C будут происходить агрегатные превращения с образованием перлита.
- При быстром охлаждении могут образовываться структуры, такие как сожаления, которые будут включать цементит и феррит.
Кривая охлаждения:
Кривая охлаждения для сплава 5,5% углерода будет смотреться следующим образом:
- Начальная точка: на высоких температурах (аустенитная область).
- Параллельное охлаждение до 727°C: берет свое начало то фаза аустенита.
- Образование перлита: через процесс изотермального охлаждения.
- Охлаждение до комнатной температуры: получение структуры, которая будет включать цементит и феррит.
Структура при комнатной температуре:
При комнатной температуре структура сплава с 5,5% углерода будет представлять собой смесь цементита и (возможно) небольшого количества феррита, или чисто цементит в зависимости от скорости охлаждения.
Название сплава:
Такой сплав обычно называют "чугуном", обычно это "серый чугун" или можно упоминать "литейный чугун", в зависимости от конкретного применения и состава.
Рисунок диаграммы состояния:
На рисованной диаграмме состояния можно изобразить границы фаз, области, указать, где располагаются аустенит, феррит, перлит и цементит, и обозначить, какую структуру будет иметь сплав 5,5% углерода при комнатной температуре.
Если у вас есть возможность, попробуйте изобразить диаграмму состояния с выделением всех этих фаз, чтобы визуально понять, как выглядят переходы.
