Материаловедение раздел научного знания, связанный с
жүктеу/скачать 0.9 Mb. Pdf көрінісі
|
|
2 1 Диаграмма состояния железо – цементит. Правило фаз Правило фаз устанавливает зависимость между числом степеней свободы, числом компонентов и числом фаз и выражается уравнением: C = K + 1 – Ф, где С – число степеней свободы системы; К – число компонентов, образующих систему; 1 – число внешних факторов (внешним фактором считаем только температуру, так как давление за исключением очень высокого, мало влияет на фазовое равновесие сплавов в твердом и жидком состояниях); Ф – число фаз, находящихся в равновесии. Сплав до температуры 1460 °C (точка 1) находится в жидком состоянии. Кристаллизация его начинается при 1460 °C с выделением из жидкого раствора кристаллов аустенита. По мере охлаждения сплава концентрация компонентов в аустените изменяется согласно линии JE от точки 1' к точке n, а в жидкости - согласно линии ВС от точки 1 к точке k, что можно записать следующим образом: Кристаллизация сплава заканчивается в точке 2 (1280 °C). В интервале температур 1280…905 °C (точки 2, 3) сплав охлаждается, не претерпевая никаких изменений. При охлаждении сплава ниже 905 °C (точка 3) аустенит с концентрацией углерода 1,3 % становится пересыщенным. Избыточный углерод из зерен аустенита диффундирует к их границам и выделяется в виде цементита вторичного. Концентрация углерода в аустените при охлаждении сплава от 905 до 727 °С изменяется согласно линии ES от точки 3 к точке S: При температуре 727 °C (точка 4) в сплаве происходит эвтектоидное превращение. Аустенит (0,8 % С) распадается на ферритно-цементитную смесь - перлит: С понижением температуры сплава ниже 727 °C растворимость углерода в феррите уменьшается (линия PQ). В связи с этим избыточный углерод из феррита выделяется в виде цементита третичного: Однако выделяющийся цементит третичный в структуре стали металлографически не различается, так как сливается с цементитом эвтектоида. В структуре сплава с концентрацией углерода 1,3 % при 3 комнатной температуре наблюдаются зерна перлита, окаймленные тонкой сеткой цементита вторичного. При охлаждении заэвтектоидных сплавов (от 0,8 до 2,14% С) до температур, соответствующих линии SE, из аустенита выделяется цементит (вторичный) в результате уменьшения растворимости углерода в аустените. При температуре 727°С аустенит, содержащий 0,8 % С, превращается в перлит. После охлаждения заэвтектоидные сплавы состоят из перлита и цементита. Сплав железа с углеродом, содержащий 1,3 %С, называется за эвтектической сталью. Его структура при комнатной температуре – Перлит + Цементит. |