ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗО УГЛЕРОД
графическое построение в координатах состав (концентрация примеси или примесей) температура. Для металлических сплавов наиболее широко применяется бинарная диаграмма железо-углерод, которая схематически изображена на рисунке. При большом количестве примесей диаграммы многомерны, например, при добавлении в сталь одного легирующего элемента соответствующая тройная диаграмма состояния является объемной.
Диаграмма состояния железо углерод приведена на рисунке. Линии на диаграмме отделяют области существования различных жидких и твердых фаз. Диаграмма построена по данным экспериментальных исследований структуры железоуглеродистых сплавов (сталей и чугунов) после (или в процессе) медленного нагрева и охлаждения. Шкала концентрации углерода на диаграмме доведена только до 6,67% С, т.к. сплавы с большей концентрацией углерода не имеют практического применения. На диаграмме есть области существования следующих фаз: жидкости (Ж), аустенита (А), цементита (Ц), феррита (Ф). Жидкий раствор углерода в железе существует при температурах выше линии АВС D на диаграмме, химическое соединение Fe3C (Ц) цементит соответствует правой области диаграммы и составу 6,67% С, в смеси с другими составляющими цементит может существовать на всем поле диаграммы состояния.Аустенит (А) твердый раствор углерода в g-железе может содержать до 1,7%С и существовать при температурах выше 723° С.Феррит (Ф) твердый раствор углерода в a-железе может содержать не более 0,03%С.Жидкие фазы (аустенит и феррит) при различных температурах могут содержать различное количество углерода. Проводя на диаграмме вертикаль, соответствующую составу исследуемого сплава, можно определить как качественно, так и количественно фазовый состав сплава при различных температурах. Превращения при нагреве и охлаждении сталей и чугунов в соответствии с диаграммой состояния можно разделить на безвариантные, проходящие при постоянной температуре, и одновариантные, происходящие в некотором интервале температур. К безвариантным превращениям относятся: По линии HJB на диаграмме феррит и жидкость (расплав) переходят в аустенит (перитектическое превращение).По линии ECF жидкость превращается жидкости в аустенит и цементит (эвтектическое превращение).По линии PSK аустенит превращается в феррит и цементит (эвтектоидное превращение).Безвариантные превращения соответствуют горизонтальным линиям на диаграмме состояния. Пунктирные горизонтали соответствуют магнитным превращениям в феррите (точка Кюри 770° С, линия МО), когда феррит переходит из ферромагнитного в парамагнитное состояние, и соответствующему переходу в цементите. Одновариантные превращения соответствуют областям на диаграмме состояния и разделяются на первичные превращения, в которых одна из фаз является жидкостью, и вторичные превращения в твердом состоянии. Т.к. диаграмма состояния соответствует нагреву и охлаждению в равновесных условиях, на ней нет метастабильной фазы мартенсита, возникающей при быстром охлаждении (закалке) от температур, выше температуры образования аустенита (723° С). Выбор режима термической обработки сплавов при научных исследованиях и в технологических процессах основывается на диаграмме состояния железо-углерод. Лев Миркин
|