ЖелезоМатериалы / ЖелезоСтраница 5
* Цементит термодинамически устойчив не при всех условиях, отвечающих диаграмме состояния системы Fе—С. Однако распад цементита, сопровождающийся выделением графита, в большинстве случаев протекает настолько медленно, что практически не осуществляется. Графит выделяется только при образовании чугуна в определенных условиях
Это самая важная часть диаграммы, поскольку практическое применение имеют сплавы железа, содержащие не более 5% углерода.
Диаграмма состояния системы Fе—С сложнее, чем рассмотренные в главе XVI основные типы диаграмм состояния металлических систем. Особенности ее обусловлены уже упомянутыми обстоятельствами: существованием двух модификаций кристаллического железа, способностью обеих этих модификаций
Рис. 168. Диаграмма состояния системы железо—углерод.
образовывать твердые растворы с углеродом, способностью железа вступать в химическое соединение с углеродом, образуя цементит.
Левая ось диаграммы соответствует чистому железу, правая — карбиду FезС (цементиту). Точки A и D показывают температуру плавления железа и карбида, точки G и N—температуры превращений α- и γ- железа друг в друга.
Линия АВСD это кривая температур начала кристаллизации жидких сплавов, линия АНJЕСP — кривая температур начала плавления твердых сплавов. Все линии, лежащие ниже последней кривой, отвечают равновесиям между твердыми фазами.
Область, лежащая выше линии АВСD, отвечает жидкому сплаву. Области, примыкающие к левой вертикали, соответствуют твердым растворам углерода в железе: линия АНN ограничивает область твердого раствора углерода в α-железе при высоких температурах (область высокотемпературного феррита), линия NJESG ограничивает область твердого раствора углерода в γ-железе (область аустенита), линия GPQ — область твердого раствора углерода в α-железе при низких температурах (область низкотемпературного феррита). Перечисленным областям соответствуют гомогенные системы: структура как расплава, так и твердых растворов однородна в каждой из этих фаз.
Остальным областям диаграммы отвечают гетерогенные системы — смеси кристаллов двух фаз или кристаллов и расплава.
Рассмотрим важнейшие превращения, происходящие при медленном охлаждении расплавов различных концентраций. Это поможет нам разобраться в том, какие сплавы соответствуют областям гетерогенности диаграммы.
|
|
Пусть мы имеем расплав, содержащий 0,8% углерода. Его кристаллизация
начнется в точке 1 . При охлаждении расплава до температуры, отвечающей этой точке, будут выпадать кристаллы аустенита; их состав отвечает точке 2. Расплав при этом обогащается углеродом и его состав изменяется по линии ВС. Состав кристаллов в процессе кристаллизации изменяется но кривой JЕ. Когда состав кристаллов достигнет точки 3, кристаллизация закончится. Как всегда при образовании твердого раствора, одновременно идет процесс диффузии в твердой фазе, в результате чего при медленном охлаждении состав всех кристаллов получается одинаковым.
Смотрите также
Строение и свойство материалов. Кристаллическое строение. Влияние типа связи на структуру и свойства кристаллов
Строение
вещества определяется не только взаимным расположением атомов в химических
частицах, но и расположением этих химических частиц в пространстве. Наиболее
упорядочено размещение атомо ...
Использование отходов сельскохозяйственного производства
Наличие большого количества
отходов химической промышленности, сельскохозяйственного производства,
различных видов бытовых отходов может быть неплохой альтернативой традиционным
наполнителя ...
Теория Бутлерова
...
