ношення фаз
Діаграма залізо - вуглець повинна розповсюджуватися від заліза до вуглецю. Залізо утворює з вуглецем хімічну сполуку: цементит (карбід заліза). Кожне стійке хімічна сполука можна розглядати як компонент, а діаграму - по частинах. Так як на практиці застосовують металеві сплави з вмістом вуглецю до, то розглядаємо частину діаграми стану від заліза до хімічної сполуки цементиту, що містить вуглецю.
Діаграма стану залізо - цементит представлена ??на малюнку 6.
Малюнок 6 - Діаграма стану залізо - цементит
Компонентами залізовуглецевих сплавів є залізо, вуглець і цементит.
. Залізо - перехідний метал сріблясто-світлого кольору. Має високу температуру плавлення - 1539 o С 5 o С.
У твердому стані залізо може знаходитися в двох модифікаціях. Поліморфні перетворення відбуваються при температурах 911 o С і тисяча триста дев'яносто дві o С. При температурі нижче 911 o С існує з об'ємно-центрованої кубічної гратами. В інтервалі температур 911 ... +1392 o С стійким є з гранецентрованою кубічної гратами. Вище тисячі триста дев'яносто два o С залізо має об'ємно-центровану кубічну грати і називається або високотемпературне. Високотемпературна модифікація не представляє собою нової аллотропическими форми. Критичну температуру 911 o С перетворення позначають крапкою, а температуру тисячу триста дев'яносто дві o С перетворення - точкою А 4.
При температурі нижче 768 o С залізо Феромагнітними, а вище - Парамагнітни. Точка Кю?? і заліза 768 o С позначається А 2.
Залізо технічної чистоти володіє невисокою твердістю (80 НВ) і міцністю (межа міцності -, межа плинності -) і високими характеристиками пластичності (відносне подовження -, а відносне звуження -). Властивості можуть змінюватися в деяких межах залежно від величини зерна.
Залізо характеризується високим модулем пружності, наявність якого виявляється і в сплавах на його основі, забезпечуючи високу жорсткість деталей з цих сплавів.
Залізо з багатьма елементами утворює розчини: з металами - розчини заміщення, з вуглецем, азотом і воднем - розчини впровадження.
. Вуглець відноситься до неметалів. Володіє поліморфним перетворенням, залежно від умов утворення існує у формі графіту з гексагональної кристалічною решіткою (температура плавлення - 3500 ° С, щільність - 2,5 г/см3) або у формі алмазу зі складною кубічної гратами з координаційним числом рівним чотирьом (температура плавлення- 5000 ° С).
У сплавах заліза з вуглецем вуглець знаходиться в стані твердого розчину з залізом і у вигляді хімічної сполуки - цементиту (Fe 3 C), а також у вільному стані у вигляді графіту (в сірих чавунах).
. Цементит (Fe 3 C) - хімічна сполука заліза з вуглецем (карбід заліза), містить 6,67% вуглецю.
Аллотропических перетворень не відчуває. Кристалічна решітка цементиту складається з ряду октаедрів, осі яких нахилені один до одного.
Температура плавлення цементиту точно не встановлена ??(1250, 1550 o С). При низьких температурах цементит слабо феромагніти, магнітні властивості втрачає при температурі близько 217 o С.
Цементит має високу твердість (більше 800 НВ, легко дряпає скло), але надзвичайно низьку, практично нульову, пластичність. Такі властивості є наслідком складної будови кристалічної решітки.
Цементит здатний утворювати тверді розчини заміщення. Атоми вуглецю можуть заміщатися атомами неметалів: азотом, киснем; атоми заліза - металами: марганцем, хромом, вольфрамом та ін. Такий твердий розчин на базі решітки цементиту називається долегованим цементитом.
Цементит - з'єднання нестійке і за певних умов розпадається з утворенням вільного вуглецю у вигляді графіту. Цей процес має важливе практичне значення при структуроутворенні чавунів.
В системі залізо - вуглець існують наступні фази: рідка фаза, ферит, аустеніт, цементит.
. Рідка фаза. У рідкому стані залізо добре розчиняє вуглець у будь-яких пропорціях з утворенням однорідної рідкої фази.
. Ферит (Ф) (C) - твердий розчин впровадження вуглецю в -залізо.
Ферит має змінну граничну розчинність вуглецю: мінімальну - 0,006% при кімнатній температурі (точка Q), максимальну - 0,02% при температурі 727 o С (точка P). Вуглець розташовується в дефектах решітки.
При температурі вище тисячу триста дев'яносто два o С існує високотемпературний ферит () ((C), з граничною розчинністю вуглецю 0,1% при температурі +1499 o С (точка J).
Властивості фериту близькі до властивостей зал...
