Характеристика структурных составляющих
железоуглеродистых сплавов (сталей и чугунов)
| Название структу-ры | Тип структуры | Содержание углерода, % | Число фаз | Механические свойства | Характе-ристика структуры | ||
| sв кгс/мм2 | δ % | НВ, кгс/мм2 | |||||
| Феррит | Твердый раствор углерода в a-железе с ограниченной растворимостью растворимостью | от 0,006 (при 0 °С) до 0,025 (при 727 °С) | 80... | Пластичная, но не прочная | |||
| Аустенит | Твердый раствор углерода в g-железе с ограниченной растворимостью | от 0,8 (при 727 °С) до 2,14 (при 1147°С) | 180... | Очень пластичная | |||
| Цементит | Химическое соединение железа с углеродом (Fe3С) | 6,67 | Очень твердая и хрупкая | ||||
| Перлит | Механическая смесь феррита и цементита | 0,80 | Средние прочность и пластичность | ||||
| Ледебу- рит | Механическая смесь перлита и цементита (при 18...20 °С) | 4,30 | 1...2 | 450... | Твердая и хрупкая |
Таблица 5.2
Фазовые превращения на линиях по диаграмме железо-цементит
| Обозначение линий | Фазовые превращения на линиях (при охлаждении) | Перечень фаз | Количе-ство фаз | Число степеней свободы |
| АС | Начало выделения аустенита из жидкости | Аустенит + жидкость | ||
| АЕ | Конец выделения аустенита из жидкости | Аустенит + жидкость | ||
| ЕС | Конец выделения аустенита из жидкости и образование ледебурита | Аустенит + цементит + жидкость | ||
| СD | Начало выделения цементита (первичного) из жидкости | Жидкость + цементит | ||
| CF | Конец выделения цементита (первичного) из жидкости и образование ледебурита из жидкости | Жидкость + цементит + Аустенит | ||
| ECF | Образование ледебурита из жидкости | Жидкость + аустенит + Цементит | ||
| GS | Начало выделения феррита из аустенита | Аустенит + феррит | ||
| GP | Конец выделения феррита из аустенита | Аустенит + феррит | ||
| PS | Конец выделения феррита из аустенита и образование перлита и аустенита | Аустенит + феррит + цементит | ||
| PSK | Образование перлита из аустенита | Аустенит + феррит + цементит | ||
| SE | Начало выделения цементита (вторичного) | Аустенит + цементит | ||
| SK | Конец выделения цементита (вторичного) из аустенита и образование перлита из аустенита | Аустенит + цементит + феррит | ||
| PQ | Начало выделения цементита (третичного) из феррита | Феррит - цементит |
Таблица 5.3
Фазовые превращения в точках по диаграмме железо-цементит
| Обоз-начение точек | Фазовые превращения в точках (при нагревании и охлаждении) | Содержа- ние углерода, % | Темпе-ратура в точке, 0С | Перечень фаз | Коли-чество фаз | Число степе- ней свобо-ды | Примеча ния |
| А | Температура плавления и затвердевания чистого железа | Жидкость + кристаллы железа | - | Правило фаз Гиббса к одно-компо- нентным системам неприме-нимо | |||
| D | Температура плавления и затвердевания цемента | 6,67 | Жидкость + цемент (первичный) | - | |||
| С | Плавление и оборудование ледебурита | 4,30 | Жидкость + цементит + аустенит | ||||
| Е | Максимальное растворение углерода в аустените | 2,14 | Жидкость + аустенит + цементит | ||||
| S | Минимальное растворение углерода в аустените | 0,8 | Аустенит + феррит + цементит | ||||
| G | Превращение g-Fe в a-Fe или a-Fe в g-Fe | g-железо + a-железо | - | ||||
| Р | Максимальное растворение углерода в a-железе | 0,025 | Аустенит + феррит + цементит (вторичный) | ||||
| Q | Минимальное растворение углерода a-железе | 0,006 | Феррит + Цементит (третичный) | ||||
| К | Нет фазовых превращений | 6,67 | Цементит (первичный) | - | |||
| F | Нет фазовых превращений | 6,67 | Цементит (первичный) | - | |||
| М | Магнитные превращения | Чистое железо | - |
Две фазы и одна степень свободы имеются также во всех других областях диаграммы, кроме аустенитной, где между линиямиАЕ и GSE система однофазна и располагает двумя степенями свободы С = 2 - 1 + 1 = 2. На горизонтальных линияхECF и PSK система трехфазна и число степеней свободы С = 2 - 3 +1 = 0 (табл. 5.2). На линииECF при охлаждении образуется ледебурит, на линии PSK - перлит. Нулевая степень свободы на этих линиях обуславливает строго постоянные температуры при образовании ледебурита (1147 °С) и перлита (727 °С). Из таблицы 3 видно, что две фазы и одну степень свободы имеют все кривые линии и точкиA,D, G, Q; три фазы и нулевую степень свободы - точкиP, S, E, C; в точках К и F фазовых превращений нет.