Диаграмма "Железо-углерод"

Среди двойных сплавов, применяемых в технике, одним из наиболее важных является сплав железа с углеродом. Фазовый состав данного сплава в зависимости от концентрации компонентов и температуры описывается диаграммой состояния.

Имеются две диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов: метастабильная, характеризующая превращения в системе Fe - Fe3С (цементит), и стабильная, характеризующая превращение в системе Fe - С. Данные диаграммы совмещены на общей диаграмме состояния, которая приведена на рисунке.

Диаграмма состояния "Железо-углерод"

 

Диаграмма состояния

1 - метастабильная система; 2 - стабильная система

Данная диаграмма имеет две оси концентраций, соответствующие содержаниям углерода и цементита. Часть диаграммы, имеющая практическое значение, расположена в  диапазоне концентраций углерода до 6,69 %, что соответствует химическому соединению Fe3C, или цементиту.

Область первичной кристаллизации находится на диаграмме между линиями ликвидус ABCD и солидус AHIECF. Линия CD определяет температуру начала кристаллизации первичного цементита из жидкости. АН - граница области, соответствующей смеси кристаллов феррита и жидкости, ниже ее - область феррита, HIB - линия перитектического превращения феррита и жидкого сплава в аустенит. Линия ЕCF соответствует кристаллизации эвтектики - ледебурита, РSK - эвтектоидному превращению аустенита в феррит и цементит. Точка А на диаграмме системы «железо - цементит» соответствует температуре плавления чистого железа, D - температуре плавления цементита, N и G - температурам полиморфных превращений железа. Точки Н и Р определяют предельное содержание углерода в высокотемпературном и низкотемпературном ферритах, Е - предельное содержание углерода в аустените. Остальные точки характеризуют эвтектические (С, F), эвтектоидные (S, К) и перитектические (I, В) превращения.

Координаты основных точек диаграммы

Обозначение точки

Т, °СС, %
А 1539 0
H 1499 0,1
I 1499 0,16
B 1499 0,51
N 1392 0
D 1260 6,69
E 1147 2,14
C 1147 4,3
F 1147 6,69
G 911 0
P 727 0,02
S 727 0,8
K 727 6,69

 ЛИТЕРАТУРА:

  • Материаловедение : учебник / В. А. Струк [и др.]. – Минск : ИВЦ Минфина, 2008. – 519 с.
  • Гуляев, А.П. Металловедение : учебник для вузов / А. П. Гуляев. – 6-е изд. перераб. и доп. – Москва : Металлургия, 1986. – 544 с.
  • Материаловедение : учебник для вузов / Б. Н. Арзамасов [и др.] ; под общ. ред. Б. Н. Арзамасова, Г. Г. Мухина. – 7-е изд., стереотип. – Москва : МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. – 648 с.