Системы железа и углерода

Лекция 5

Диаграмма железо - углерод

Системы железа и углерода

Сталью и чугуном называют сплавы железа с углеродом: более 2% С — чугун, менее 2% С — сталь. Во избежание терминологической путаницы принято считать сплавы, в которых железа более 50 %, сталями (чугунами), а менее 50% — сплавами.

В твердом состоянии железо может находиться в двух модификациях — α c объемноцентрированной кубической решеткой (о. ц. к.) и γ - с решеткой гранецентрированная кубическая (г. ц. к.).

ГЦК решетка у Feg более компактна (координационное число К=12, коэффициент компактности Q=74%), чем ОЦК решетка (К=8, Q=68%); поэтому при переходе Fea в Feg объем уменьшается примерно на 1%.

Растворимость углерода в железе существенно зависит от того, в какой кристаллической форме существует железо. Растворимость углерода в α-железе ничтожно мала и в сто раз больше в γ -железе.

Твердый раствор углерода в α -железе называется ферритом, а в γ -железе — аустенитом.

Феррит (обозначают Ф или a) – твердый раствор С в Fe_a. Предельная концентрация С в низкотемпературном феррите всего 0,02% при 727⁰С.

Аустенит (обозначают А или g) – твердый раствор С в Fe_g; предельная растворимость С в аустените 2,14% при 11470С.

Цементит (обозначают Ц) – это химическое соединение углерода с железом - Fe₃С (карбид железа) и содержит 6,69% (масс.) углерода. Аллотропических превращений цементит не испытывает. Имеет высокую твердость (>800 НВ, царапает стекло), но чрезвычайно низкую, практически нулевую пластичность.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: