2.1.1. Sistemul „Iron-ciment“
Componente sistem fier si carbon - elemente polimorfe. Componenta principală a sistemului - de fier.
Soluție de carbon în fier în stările lichide sau solide și pot forma, de asemenea, un compus chimic - Fe3 C cementita prezente în aliaje sau sub formă de grafit.
Sistemul de fier-cementita (Fe - Fe3 C) are următoarele faze: o soluție lichidă. Soluțiile solide - ferită și austenită și compusul chimic - cementită.
Ferita poate avea două versiuni - temperatură înaltă și joasă. -Temperatură ridicată modificare d -Fe și temperatură scăzută - un -Fe sunt soluții solide de carbon, respectiv, d - și - fier.
duritate - 80 HB 90.
Austenita g -Fe - soluție solidă de carbon în g-fier. solubilitate carbon de rezervă în g-fier 2,14%. Este stabil numai la temperaturi ridicate și cu unele impurități (Mn, Cr, etc.) Sub temperaturi normale (chiar mici). Austenita are o înaltă ductilitate și rezistență randament scăzut. Duritatea austenitei 160. 200 HB.
Fe3 C cementita - un compus chimic de fier și carbon conținând 6.67% vgleroda. Între atomii de fier și carbon din oțel și acționează cementită legătura covalentă. punct de topire
1250 ° C. Cementita este o fază metastabilă; regiunea omogenitatea este foarte îngustă și pe diagrama de fază este reprezentată pe verticală. Timpul de stabilitate sa scade odată cu creșterea temperaturii: la temperaturi joase, ea există la infinit, în timp ce la temperaturi mai mari de 950 ° C, timp de câteva ore în fier și se descompune cu grafit. Cementita are un punct Curie (210 ° C) și are o duritate relativ ridicată (HB 800 sau mai mare) și friabilitate. rezistența la tracțiune este foarte mică i (s = 40 MPa).
Fierul sistem - cementita are două amestec mecanic subțire de faze - eutectic (Ledebur) și eutectoid (perlit).
Ledebur un amestec format din două faze g -Fe + Fe3 C format la 1130 insule ° C SPLA conținând 2.0-6.67% C și observate vizual ca o componentă structurală a aliajelor fier-carbon, în principal, de fier. Ledebur are o rezistență suficient de ridicată (HB> 600) și friabilitate.
Perlit (până la 2,0% C) este un amestec de Fe + Fe3 C (în oțeluri aliate -carbides), format la 723 ° C și un conținut de carbon de 0,83% în procesul de descompunere austenită și observate vizual ca o componentă structurală zhelezouglerodistyh aliaje. Proprietățile mecanice depind de forma perlită și cementită particule de dispersie (lamelar rezistență mai mare decât perlită ceva granular)
Diagrama de fază a Fe - (. Figura 1) Fe3 C este o combinație de diagrame de tipuri simple. Are trei echilibre orizontal trei faze: o peritectic (1496 ° C) eutectic (1147 ° C) și eutectoidal (727 ° C).
Toate liniile pe diagrama de fază punct critic corespunzătoare, adică temperaturile la care au loc faze și transformări structurale din aliaje fier-carbon.
linia ABCD - linia a începe cristalizarea aliajului (liquidus), AHJECF linie - capătul liniei de cristalizare a aliajului (solidus).
În HJCE diagramă zonă este un amestec de două faze: o soluție lichidă și austenită, iar în CFD - o soluție lichidă și cementită. La punctul C, la un conținut de 4,3% C și o temperatură de 1130 ° C se produce cristalizarea simultană și cementită și austenită formarea etsya subțire amestecul lor mecanică - Ledebur. Ledebur prezent în toate aliajele care conțin 2.0-6.67% C (chutuny).
Punctul E corespunde limitei de saturație a fierului de carbon (2,0% C).
În AGSF zona diagramă este austenită. După răcire, austenita se descompune pentru a elibera aliaje de-a lungul liniei GS ferită și SE pe linia - pentru cementita secundar. Liniile GS și PS sunt de mare valoare practică pentru stabilirea oțelurilor de tratament termic. linia GS numita linie de puncte critice superioare. și puncte de linie PS critice. inferior
SPG diagramă zonă este un amestec de două faze - ferita raspadyuschegosya și austenită și în SEE diagrama „- un amestec de cementită secundar și putrefacție austenitei.
La punctul S la un conținut de 0,8% C, și la o temperatură de 723 ° C, toate austenită și se descompune simultan cristalizează amestec mecanic subțire de ferită și cementita - perlit.
linia PSK corespunde clasificării finale a austenitei și perlită. În regiunea de mai jos linia PSK nu se produce nici o schimbare în structura.
transformările structurale în aliajele în stare solidă, datorită următoarelor motive: schimbarea solubilității carbonului în fier, în funcție de temperatura aliajului (QP și SE), polimorfismul fierului (PSK) și influența conținutului de carbon dez-creare la temperatura tranziției polimorfe (dizolvarea carbonului în glanda promovează intervalul de temperatură de expansiune a existentei austenitei si regiunea îngustare ferita).
Pe diagrama de stare disting două zone: oțel și fontă. Termeni primit delimitare - posibilitatea de a ledeburită (limita de solubilitate a carbonului în austenită):
• Oțel - până la 2,14% C, nu conțin ledeburită;
• Fontă - mai mult de 2,14% C, conțin Ledebour.
În funcție de conținutul de carbon (%) aliajele fier-carbon, se obțin următoarele denumiri comerciale:
• mai puțin de 0,83 - oțel hipoeutectoide;
• 0,83 - oțel eutectoid;
• 0,83. 2 - oțel hypereutectoid;
• 2. 4,3 - fonte hypoeutectic;
• 4,3. 6,67 - fonte hipereutectice.