Are You suprised ?

Т
Д
, С
X

IX

I

III

VI

VII

XI

1600

А
ЖИДКОСТЬ + КРИСТАЛЛЫ ТВЕРДОГО РАСТВОРА 

1500



δ- Fe
H I В 1493

II
ЖИДКОСТЬ

1400
1392 ЖИДКОСТЬ +
N АУСТЕНИТ ЖИДКОСТЬ+ЦЕМЕНТИТ

1300
(ПЕРВИЧНЫЙ)


F'

С'

Е'

(АУСТЕНИТ) 1153

1200
ТВЕРДЫЙ РАСТВОР -Fe
(АУСТЕНИТ)


F

Э С

Е

1147


IV
1100 АУСТЕНИТ ЦЕМЕНТИТ (ПЕРВИЧНЫЙ)

В

Т
Е
К

Т
И
К

А
+ +

ЦЕМЕНТИТ (ВТОРИЧНЫЙ) ЛЕДЕБУРИТ (АУСТЕНИТ+ЦЕМЕНТИТ)

V
1000 АУСТЕНИТ+ФЕРРИТ + Л
ЛЕДЕБУРИТ Е

900
G Д

АУСТЕНИТ Е

+ Б

800
ЦЕМЕНТИТ У
(ВТОРИЧНЫЙ) Р

VIII

α- Fe

И
(феррит) P’ S’ 738 Т

XII
700 P S 727 K

феррит +

ФЕРРИТ ЦЕМЕНТИТ (ВТОР.) + ПЕРЛИТ + ЦЕМЕНТИТ (ВТОРИЧНЫЙ) ЦЕМЕНТИТ (ПЕРВИЧНЫЙ)
цементит + ПЕРЛИТ + +
( третичный) Q ПЕРЛИТ (ФЕРРИТ+ЦЕМЕНТИТ) ЛЕДЕБУРИТ (ПЕРЛИТ+ЦЕМЕНТИТ) ЛЕДЕБУРИТ (ПЕРЛИТ+ЦЕМЕНТИТ)
500 0,025 0,81 2,14 4,3 5 6 6,67
C,%
Рис.8.2 Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
б). Вторичный цементит – Fe₃C_II, который выделяется при вторичной кристаллизации из аустенита у всех железоуглеродистых сплавов, содержащих углерода более 0,8% в интервале температур от 1147⁰ до 727⁰ С.
в). Третичный цементит - Fe₃C_III, который выделяется при третичной кристаллизации из феррита у всех железоуглеродистых сплавов, содержащих углерода более 0,01% в интервале температур от 727⁰ до 0⁰С.
Сплавы железа с углеродом, содержащие углерода до 0,01%, называются технически чистым железом. Структура их состоит из феррита и небольшого количества третичного цементита, располагающегося преимущественно по границам зерен феррита (область GPQ).
Перлит – эвтектоидная механическая смесь, состоящая из феррита и цементита. Образуется при распаде аустенита при температуре 727⁰С и содержании углерода 0,8%. Такое превращение аустенита в перлит называется эвтектоидным, а точка S называется эвтектоидной точкой. Перлит бывает пластинчатый и зернистый. Механические свойства перлита зависят от размеров и формы цементита. Твердость – НВ=160; δ=18%.
Ледебурит – механическая смесь, состоящая в интервале температур
1147⁰ … 727⁰С из аустенита и цементита, а ниже 727⁰С – аустенит, входящий в состав ледебурита – распадается на вторичный цементит и перлит. Ледебурит очень тверд (НВ=700), хрупок.


Построение кривой охлаждения железоуглеродистых сплавов.

По результатам изучения диаграммы Fe-Fe₃C строятся кривые охлаждения. Линия охлаждения состоит из кривых, отражающих снижение температуры, и горизонтальных участков (рис. 8.3) Для заданного преподавателем сплава находят критические точки, расположенные на пересечении всех линий диаграммы и перпендикуляра, восстановленного на горизонтальной оси из точки, соответствующей данному сплаву. При охлаждении расплава металла с началом его кристаллизации падение температуры прекращается, на кривой охлаждения образуется горизонтальный участок. Это объясняется тем, что группировка атомов идет с выделением теплоты. По окончании затвердевания температура снова понижается.

Металлы обладают свойствами аллотропии, т.е. способностью одного и того же химического элемента при различной температуре иметь разную кристаллическую структуру. Аллотропические превращения сопровождаются выделением или поглощением теплоты. Железо имеет четыре аллотропических формы: -Fe; -Fe; -Fe; -Fe. Практическое значение имеют только -Fe и - Fe, т.к. -Fe и -Fe отличаются от -Fe и - Fe только величиной межатомного расстояния, а для -Fe характерно отсутствие магнитных свойств. Температура, при которой происходит переход металла из одной аллотропической формы в другую, называется критической. Точки этих температур видны на диаграмме охлаждения чистого железа (рис.8.3–1), как температуры горизонтальных участков, свидетельствующих о том, что фазовые превращения происходят с выделением теплоты.
Если рассматривать диаграмму, то первая горизонтальная площадка при t=1539 С отмечает переход железа из жидкого состояния в твердое -Fe. Кристаллы -Fe имеют структуру объемно-центрированного куба со стороной а=2,93А⁰.(рис.8.3 - а). Вторая площадка соответствует температуре 1401С, при этом -Fe переходит -Fe со структурой гранецентрированного куба (рис. 8.3 - б). При температуре 898С и -Fe переходит в -Fe и имеет структуру объемно-центрированного куба со стороной а=29А (рис. 8.3 – в). Последняя горизонтальная площадка соответствует температуре 768 С, -Fe переходит в -Fe без изменения структуры, а=28,8А. Тепло, которое выделяется при переходе -Fe в -Fe, связано с внутриатомными изменениями, при которых у -Fe появляются магнитные свойства. При нагревании происходит обратный процесс (рис. 8.3 – 2)
Таким образом, имеются две модификации железа с разными кристаллическими решетками. Критические температуры, при которых происходят аллотропные превращения железа, обозначаются буквой «А» с соответствующим индексом (при нагревании применяют индекс «с», при охлаждении – «r» с цифрой).