___Главный металлург компании “ТехноИнжениринг” пишет:
___Железоуглеродистые сплавы играют очень важную роль в производстве металлов.
___Для железоуглеродистых сплавов могут быть построены две диаграммы состояния: железо — цементит (карбид железа — химическое соединение железа с углеродом) Fe—FeзС и железо — графит Fe—С. Диаграмма состояния Fe—Fe3C характеризует фазовый состав и превращения в сплавах от чистого железа до цементита. По вертикальной оси диаграммы откладывается температура, по горизонтальной оси — содержание (в %) углерода и цементита. Точка А на диаграмме соответствует температуре плавления чистого железа 1539° С, точка D — температуре плавления цементи¬та 1550° С. Линия ABCD — линия ликвидуса; она соответствует температурам начала затвердевания сплавов. Выше линии ликвидуса сплавы находятся только в жидком состоянии. Линия AHJECF — линия солидуса; она соответствует концу затвердевания сплава. В области между линиями ликвидуса и солидуса находится только смесь из жидкости и твердых кристаллов. Ниже линии солидуса сплав находится в твердом состоянии. Вследствие перехода железа из одной аллотропической формы в другую, в железоуглеродистых сплавах происходят превращения и в твердом состоянии.
___Сплавы железа с углеродом разделяют на две группы: стали, содержащие до 2,14% С, и чугуны, в которых более 2,14% С.
___В зависимости от температуры и содержания углерода сплавы системы железо — углерод могут иметь следующие структурные составляющие: феррит, перлит, аустенит, цементит, ледебурит и графит.
___Феррит — твердый раствор углерода в железе. При температуре 727° С содержит до 0,02% углерода, а при 20° С — 0,006%. Феррит — мягкая, пластичная фаза. Высокие магнитные свойства сохраняются до температуры точки Кюри — 768°С. Твердость НВ 80—100, предел прочности 294 МПа (30 кгс/мм2).
___Перлит (эвтектоид) — механическая смесь феррита и цементита. Перлит образуется при медленном охлаждении из аустенита . при температуре 727°С и содержит 0,8% углерода. В зависимости : от формы частиц цементита перлит может быть пластинчатым или , зернистым. Твердость пластинчатого перлита НВ 200—250, зернистого НВ 160—220.
___Аустенит — твердый раствор углерода в железе. Растворимость углерода 2,14% при температуре 1147°С, а при 727°С — 0,8%. Немагнитен, пластичен, твердость НВ 160—200.
___Цементит — химическое соединение железа с углеродом Fe3С (карбид железа). Содержит 6,67% углерода. Обладает высокой твердостью НВ 800—1000. Весьма хрупок. До 210°С сохраняет магнитные свойства.
___Ледебурит (эвтектика) смесь аустенита и цементита. Образуется при кристаллизации жидкого раствора постоянного состава (4,3% С) при температуре 1147°С. Твердость до НВ 800. Ледебурит хрупок.
___Графит — разновидность углерода. Графит имеет серо-черный цвет с металлическим блеском, жирный на ощупь. Встречается в структуре чугунов в свободном состоянии в виде пластинок, хлопьев и глобулей (шаровидной формы).
___При охлаждении сплавов, содержащих до ~0,7% С, из жидкого сплава выделяется феррит. На линии HJB при 1499° С происходит перитектическое превращение, при котором кристаллы феррита взаимодействуют с жидкой фазой и образуют кристаллы аустенита. Левее точки образуется структура феррита и аустенита, правее — жидкий сплав и аустенит. Затвердевание сплавов, содержащих до 2,14% углерода, заканчивается на линии АШЕ. Ниже линии NJE сплавы представляют собой аустенит. При охлаждении сплавов, содержащих от ~0,7 до 4,3% С, по линии ВС выделяются кристаллы аустенита. В сплавах, содержащих от 4,3 до 6,67% С, по линии CD начинают выделяться кристаллы первичного цементита. Так как цементит выделяется из жидкого сплава, его называют первичным. Линия GS представляет собой температуру (с 911°С до 727°С) начала выделения феррита из аустенита. Феррит, который выделяется из аустенита при охлаждении, содержит не более 0,02% С. В зоне GPS сплав состоит из феррита и аустенита. В точке на линии PSK аустенит переходит в перлит. В результате превращений сплавы, содержащие менее 0,8% углерода, имеют структуру феррита и перлита. При медленном охлаждении сплава, содержащего 0,8% С, при температуре 727°С в результате одновременного выпадения из аустенита частиц феррита и цементита образуется эвтектоид (перлит). Сталь, содержащую 0,8% углерода, называют эвтектоид- ной, менее 0,8% углерода — доэвтектоидной, более 0,8% углерода — заэвтектоидной. равее линии SE находятся в равновесии две структурные составляющие — аустенит и цементит (вторичный). Линия ECF называется эвтектической, так как в любой точке этой линии происходит образование эвтектики.
___Сплав (чугун), содержащий 4,3% углерода, при температуре 1147° С переходит в твердое кристаллическое с образованием эвтектики (ледебурита — аустенита + цементита). Этот сплав называют эвтектическим.
___Чугун, содержащий менее 4,3% углерода, называют доэвтектически м, более 4,3% углерода — заэвтектическим. В зоне ниже линии ЕС сплав состоит из аустенита, вторичного цементита и ледебурита, в зоне ниже линии CF — из первичного цементита и ледебурита. Линия PSK соответствует температуре 727°С, при которой завершаются процессы вторичной кристаллизации в сталях и чугунах. Все структурные составляющие, полученные при температурах линии PSK, сохраняются при комнатной температуре, и их можно наблюдать под микроскопом. Описанные изменения структуры сплавов при охлаждении обратимы, т. е. при нагревании сплава наблюдаются обратные явления. Для выбора температурного режима термической обработки сталей и чугунов наиболее важное значение имеют линии GS, ES, PSK, характеризующие процессы вторичной кристаллизации. Рассмотрим «стальной» участок диаграммы. В качестве примера рассмотрим наиболее характерные сплавы: доэвтектоидный, эвтектоидный II и заэвтектоидный III. При нагреве от комнатной температуры до 727°С в сплаве фазовых превращений не происходит. При температуре 727°С перлит превращается в аустенит (точка а). Такую температуру называют нижней критической точкой и обозначают Ас. Буквы сиг указывают, происходят ли превращения при нагреве или охлаждении стали, а цифра 1 означает критическую точку на линии PSK. При дальнейшем нагреве в сплаве I зерна феррита растворяются в аустените. Растворение заканчивается в точке аь лежащей на линии GS, которую называют верхней критической точкой, и обозначают при нагреве Ас3, при охлаждении — Аг3. При нагреве эвтектоидного сплава II перлит в точке S (линия PSK) при 727°С превращается в аустенит. Критические точки Aci и Ас3 при этом совпадают. При нагреве сплава III в точке b при 727°С перлит превращается в аустенит (точка Aci). Дальнейший нагрев вызывает растворение цементита в аустените и в точке – лежащей на линии SE, этот процесс заканчивается. Эту точку обозначают Аст. Таким образом, критические точки, образующие линию PSK, обозначаются Ас1 (при нагреве) и Ari (при охлаждении), линию GS — Ас3 (при нагреве) и Аг3 (при охлаждении), линии SE — Аст (при нагреве) и Arm (при охлаждении).
___
______________________________________________________
___Для железоуглеродистых сплавов могут быть построены две диаграммы состояния: железо — цементит (карбид железа — химическое соединение железа с углеродом) Fe—FeзС и железо — графит Fe—С. Диаграмма состояния Fe—Fe3C характеризует фазовый состав и превращения в сплавах от чистого железа до цементита. По вертикальной оси диаграммы откладывается температура, по горизонтальной оси — содержание (в %) углерода и цементита. Точка А на диаграмме соответствует температуре плавления чистого железа 1539° С, точка D — температуре плавления цементи¬та 1550° С. Линия ABCD — линия ликвидуса; она соответствует температурам начала затвердевания сплавов. Выше линии ликвидуса сплавы находятся только в жидком состоянии. Линия AHJECF — линия солидуса; она соответствует концу затвердевания сплава. В области между линиями ликвидуса и солидуса находится только смесь из жидкости и твердых кристаллов. Ниже линии солидуса сплав находится в твердом состоянии. Вследствие перехода железа из одной аллотропической формы в другую, в железоуглеродистых сплавах происходят превращения и в твердом состоянии.
___Сплавы железа с углеродом разделяют на две группы: стали, содержащие до 2,14% С, и чугуны, в которых более 2,14% С.
___В зависимости от температуры и содержания углерода сплавы системы железо — углерод могут иметь следующие структурные составляющие: феррит, перлит, аустенит, цементит, ледебурит и графит.
___Феррит — твердый раствор углерода в железе. При температуре 727° С содержит до 0,02% углерода, а при 20° С — 0,006%. Феррит — мягкая, пластичная фаза. Высокие магнитные свойства сохраняются до температуры точки Кюри — 768°С. Твердость НВ 80—100, предел прочности 294 МПа (30 кгс/мм2).
___Перлит (эвтектоид) — механическая смесь феррита и цементита. Перлит образуется при медленном охлаждении из аустенита . при температуре 727°С и содержит 0,8% углерода. В зависимости : от формы частиц цементита перлит может быть пластинчатым или , зернистым. Твердость пластинчатого перлита НВ 200—250, зернистого НВ 160—220.
___Аустенит — твердый раствор углерода в железе. Растворимость углерода 2,14% при температуре 1147°С, а при 727°С — 0,8%. Немагнитен, пластичен, твердость НВ 160—200.
___Цементит — химическое соединение железа с углеродом Fe3С (карбид железа). Содержит 6,67% углерода. Обладает высокой твердостью НВ 800—1000. Весьма хрупок. До 210°С сохраняет магнитные свойства.
___Ледебурит (эвтектика) смесь аустенита и цементита. Образуется при кристаллизации жидкого раствора постоянного состава (4,3% С) при температуре 1147°С. Твердость до НВ 800. Ледебурит хрупок.
___Графит — разновидность углерода. Графит имеет серо-черный цвет с металлическим блеском, жирный на ощупь. Встречается в структуре чугунов в свободном состоянии в виде пластинок, хлопьев и глобулей (шаровидной формы).
___При охлаждении сплавов, содержащих до ~0,7% С, из жидкого сплава выделяется феррит. На линии HJB при 1499° С происходит перитектическое превращение, при котором кристаллы феррита взаимодействуют с жидкой фазой и образуют кристаллы аустенита. Левее точки образуется структура феррита и аустенита, правее — жидкий сплав и аустенит. Затвердевание сплавов, содержащих до 2,14% углерода, заканчивается на линии АШЕ. Ниже линии NJE сплавы представляют собой аустенит. При охлаждении сплавов, содержащих от ~0,7 до 4,3% С, по линии ВС выделяются кристаллы аустенита. В сплавах, содержащих от 4,3 до 6,67% С, по линии CD начинают выделяться кристаллы первичного цементита. Так как цементит выделяется из жидкого сплава, его называют первичным. Линия GS представляет собой температуру (с 911°С до 727°С) начала выделения феррита из аустенита. Феррит, который выделяется из аустенита при охлаждении, содержит не более 0,02% С. В зоне GPS сплав состоит из феррита и аустенита. В точке на линии PSK аустенит переходит в перлит. В результате превращений сплавы, содержащие менее 0,8% углерода, имеют структуру феррита и перлита. При медленном охлаждении сплава, содержащего 0,8% С, при температуре 727°С в результате одновременного выпадения из аустенита частиц феррита и цементита образуется эвтектоид (перлит). Сталь, содержащую 0,8% углерода, называют эвтектоид- ной, менее 0,8% углерода — доэвтектоидной, более 0,8% углерода — заэвтектоидной. равее линии SE находятся в равновесии две структурные составляющие — аустенит и цементит (вторичный). Линия ECF называется эвтектической, так как в любой точке этой линии происходит образование эвтектики.
___Сплав (чугун), содержащий 4,3% углерода, при температуре 1147° С переходит в твердое кристаллическое с образованием эвтектики (ледебурита — аустенита + цементита). Этот сплав называют эвтектическим.
___Чугун, содержащий менее 4,3% углерода, называют доэвтектически м, более 4,3% углерода — заэвтектическим. В зоне ниже линии ЕС сплав состоит из аустенита, вторичного цементита и ледебурита, в зоне ниже линии CF — из первичного цементита и ледебурита. Линия PSK соответствует температуре 727°С, при которой завершаются процессы вторичной кристаллизации в сталях и чугунах. Все структурные составляющие, полученные при температурах линии PSK, сохраняются при комнатной температуре, и их можно наблюдать под микроскопом. Описанные изменения структуры сплавов при охлаждении обратимы, т. е. при нагревании сплава наблюдаются обратные явления. Для выбора температурного режима термической обработки сталей и чугунов наиболее важное значение имеют линии GS, ES, PSK, характеризующие процессы вторичной кристаллизации. Рассмотрим «стальной» участок диаграммы. В качестве примера рассмотрим наиболее характерные сплавы: доэвтектоидный, эвтектоидный II и заэвтектоидный III. При нагреве от комнатной температуры до 727°С в сплаве фазовых превращений не происходит. При температуре 727°С перлит превращается в аустенит (точка а). Такую температуру называют нижней критической точкой и обозначают Ас. Буквы сиг указывают, происходят ли превращения при нагреве или охлаждении стали, а цифра 1 означает критическую точку на линии PSK. При дальнейшем нагреве в сплаве I зерна феррита растворяются в аустените. Растворение заканчивается в точке аь лежащей на линии GS, которую называют верхней критической точкой, и обозначают при нагреве Ас3, при охлаждении — Аг3. При нагреве эвтектоидного сплава II перлит в точке S (линия PSK) при 727°С превращается в аустенит. Критические точки Aci и Ас3 при этом совпадают. При нагреве сплава III в точке b при 727°С перлит превращается в аустенит (точка Aci). Дальнейший нагрев вызывает растворение цементита в аустените и в точке – лежащей на линии SE, этот процесс заканчивается. Эту точку обозначают Аст. Таким образом, критические точки, образующие линию PSK, обозначаются Ас1 (при нагреве) и Ari (при охлаждении), линию GS — Ас3 (при нагреве) и Аг3 (при охлаждении), линии SE — Аст (при нагреве) и Arm (при охлаждении).
___
______________________________________________________
P.S.
___Уважаемый читатель!!! Уверен, что эта интересная информация будет очень полезна для Вас, избавив от множества проблем в повседневной жизни. В знак благодарности, прошу Вас поощрить скромного автора незначительной суммой денег.
___Конечно, Вы можете этого и не делать. В то же время подмечено, что в жизни есть баланс. Если сделать кому-то добро, то оно вернётся к Вам через определённое время в несколько большем количестве. А если сделать человеку зло, то оно возвращается в очень скором времени и значительно большим.
___Предлагаю сделать свой посильный вклад (сумму можно менять):
___
____________________________________________
