Система железо-углерод. Диаграмма состояния железо-углерод

Система железо углерод имеет следующие фазы: жидкость, феррит, аустенит, цементит, графит.

В жидком состоянии железо и углерод имеют неограниченную растворимость друг в друге.

Феррит. Существуют две разновидности феррита – низкотемпературный a-феррит и высокотемпературный d-феррит.

Низкотемпературный a-феррит (феррит) – твердый раствор внедрения углерода в a-железо, которое имеет объемно-центрированную кубическую решетку (ОЦК решетка). Предельная растворимость углерода в феррите равна 0,02% при 723°С (точка Р на диаграмме Fe-C). При понижении температуры растворимость углерода в феррите уменьшается и при 20°С равна 0,01% (точка Q).

Феррит мягок (твердость по Бринеллю 70-80 ед.), обладает большим относительным удлинением (до 40%). Под микроскопом феррит выглядит в виде светлых однородных зерен.

Высокотемпературный d-феррит – твердый раствор внедрения углерода в d-железо которое имеет ОЦК решетку. Максимальная растворимость углерода в d-феррите равна 0,01% при 1492°С (точка Н).

Аустенит – твердый раствор внедрения углерода в g-железо которое имеет гранецентрированную кубическую решетку (ГЦК решетка). Максимальная растворимость углерода в аустените равна 2% при 1130°С (точка Е). При температуре 723°С аустенит содержит 0,8% углерода (точка S).

Цементит – химическое соединение углерода с железом – карбид железа Fe₃C содержащий 6,67% C имеет сложную ромбоэдрическую решетку с плотной упаковкой атомов. Цементит обладает высокой твердостью (твердость по Бринеллю» 800 ед.) и хрупкостью. Цементит является метастабильной фазой, т. е. при нагревании до высокой температуры он становиться нестабильным и распадается на стабильные фазы аустенит и графит.

По структуре цементит различают:

1. Первичный Ц – кристаллизуется из жидкости при температу­ре, соответствующей линии СД. Под микроскопом наблюдается в ви­де светлых пластин (альбом).

2. Вторичный Ц – образуется при выделении углерода из аустенита при понижении температуры, от 1130 до 723°С (линия ЕS). Под микроскопом в сталях с содержанием более 0,8% С цементит вто­ричный наблюдается в виде сетки по границам зерен (рис. 2д, альбом).

3. Третичный Ц – образуется при выделении углерода из фер­рита при температурах ниже 723°С. Хорошо наблюдается в сталях с содержанием 0,01…0,02% С в виде отдельных островков по границам зерен феррита (рис. 2б, альбом).

Графит – углерод в свободном состоянии, является стабильной фазой.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: