Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и пос...
Условие:
Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 0,3% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
Решение:
Диаграмма состояния железо-карбид железа, также известная как диаграмма Фейта, представляет собой график, отображающий изменение состояния сплава железо-углерод в зависимости от его состава и температуры.
На диаграмме Фейта можно выделить следующие области и структурные составляющие:
-
Область аустенита (γ-железо): при высоких температурах сплав находится в состоянии аустенита, который является твердым раствором углерода в железе. Структура аустенита - гранулярная.
-
Область перитектика: при определенной температуре (перитектической температуре) происходит превращение аустенита в феррит и карбид железа. Феррит (α-железо) - мягкое железо с кубической решеткой. Карбид железа (Fe3C), также известный как цементит, представляет собой интерметаллическое соединение железа и углерода. Структура цементита - сложная, состоящая из железа и углерода.
-
Область перитектика: при еще более низкой температуре (перитектической температуре) происходит превращение феррита и карбида железа в пирит (FeS2) и графит. Пирит - минерал, состоящий из железа и серы. Графит - аллотропная форма углерода, представляющая собой слоистую структуру.
Кривая охлаждения для сплава, содержащего 0,3% С, будет выглядеть следующим образом:
-
Начальная точка кривой охлаждения будет соответствовать температуре, на которой сплав находится в состоянии аустенита.
-
При охлаждении до перитектической температуры произойдет превращение аустенита в феррит и карбид железа.
-
При дальнейшем охлаждении до перитектической температуры произойдет превращение феррита и карбида железа в пирит и графит.
При комнатной температуре сплав, содержащий 0,3% С, будет иметь структуру феррита и карбида железа. Такой сплав называется перлитом. Перлит представляет собой сложную структуру, состоящую из слоев феррита и карбида железа, образующихся в результате превращения аустенита при охлаждении.
