Диаграмма железо углерод. Описание кристаллизации 6 сплавов

0
...

На рисунке 1 показана фазовая диаграмма железо-цементит.

Рисунок 1 – Фазовая диаграмма железо-цементит
Рассмотрим кристаллизацию трех сталей (0,6%, 0,8% и 1,2%). Пересечение линий концентрации с линиями фазовых равновесий приведены на рисунке 1. Кривые охлаждения сплавов приведены на рисунке 2.
 

С дальнейшим охлаждением системы ниже точки 2 (~1400ºС) жидкая фаза переходит полностью в аустенит. В точке 3, аустенит начинает распадается на эвтектоидную смесь феррита и цементита под названием перлит. Согласно правилу фаз Гиббса, число степеней свободы системы будет равно нулю (А→Ф+Ц при температуре 727ºС), а следовательно процесс распада аустенита будет идти при постоянной температуре (отрезок 3-3'). При температуре ниже 727ºС система будет состоять из перлита.Для заэвтектоидной стали с 1,2% углерода мы будем иметь также четыре точки пересечения вертикальной концентрационной линии с линиями фазовой диаграммы. Кривая охлаждения приведена на рисунке 2в. Выше температуры ~1480ºС существует только жидкая фаза. Начиная с точки 1 и ниже, происходит выделение твердой фазы в виде аустенита.С дальнейшим охлаждением системы ниже точки 2 (~1300ºС) жидкая фаза переходит полностью в аустенит. Ниже точки 3 начинается образование цементита из аустенита (система состоит из смеси аустенита и цементита). После точки 4 начинается образование перлита. Согласно правилу фаз Гиббса, число степеней свободы системы будет равно нулю (А→Ф+Ц при температуре 727ºС), а следовательно процесс распада аустенита будет идти при постоянной температуре (отрезок 4-4'). При температуре ниже 727ºС система будет состоять из цементита и перлита.На рисунке 2г показаны кривая охлаждения чугуна с различными содержаниями углерода. Для доэвтектического белого чугуна с содержанием углерода 4,1% будут иметь место три пересечения концентрационной линии с линиями фазового равновесия. Выше температуры ~1180ºС существует только жидкая фаза. Начиная с точки 1, происходит выделение твердой фазы в виде аустенита. Начиная с точки 2 (1147ºС) происходит формирование ледебурита из жидкого расплава (изотермический участок 2-2'). Ниже этой температуры система представляет собой смесь аустенита с цементитом и ледебуритом.