Перевести страницу
0
Корзина пуста

Машиностроительное предприятие - цех металлообработки, станочные работы любой сложности

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов

Диаграмма железоуглеродистых сплавов позволяет проследить за процессами кристаллизации и структурных превращений, происходящими при их медленном охлаждении от температуры расплавленного состояния до комнатной. Универсальность диаграммы Fe – Fе3С в том, что она позволяет, кроме указанного, определить температурные интервалы нагрева сталей для обработки их давлением и термической обработки.

Диаграмма построена в координатах: температура (ось координат) и концентрация углерода от 0 до 6,67% (ось абсцисс). Характерными точками диаграммы Fe – Fе3С являются 5: 0,8% углерода при 727°С, Е: 2,14% углерода (предельное содержание углерода в аустените при 1147°С), С: 4,3% углерода при 1147°С.

Условно сплавы, содержащие до 2,14% углерода, называют сталями, сплавы, содержащие углерода более 2,14% – чугунами. Отличие сталей от чугунов состоит в том, что в сталях после затвердения нет ледебурита (хрупкой структуры), а при высоком нагреве они состоят из одной пластичной фазы – аустенита. Стали способны деформироваться, т. е. являются ковкими сплавами. Чугуны, имеющие в своем составе ледебурит (легкоплавкую эвтектику), обладают лучшими по сравнению со сталями литейными свойствами.

Линии АС и СД (ликвидус) соответствуют температурам начала первичной кристаллизации аустенита и цементита (первичного) из жидкого сплава. Линия AECF (солидус) характеризуется окончанием первичной кристаллизации (затвердевание железоуглеродистых сплавов). При кристаллизации чугуна (1147°С), содержащего 4,3% углерода, в точке С из жидкого сплава одновременно кристаллизуется аустенит и цементит с образованием ледебурита.

Кристаллизация сплавов, содержащих от 2,14 до 4,3% углерода, заканчивается на линии ЕС (1147°С). Состав этих сплавов – аустенит + цементит + ледебурит. Кристаллизация сплавов, содержащих от 4,3 до 6,67% углерода, заканчивается на линии CF (1147°С). В их составе цементит + ледебурит.

После окончания кристаллизации в сплавах с содержанием углерода до 2,14% образуется однофазная структура – аустенит.

Диаграмма Fе – Fе3С позволяет проследить, какие фазовые и структурные изменения происходят в сплавах в твердом состоянии (полиморфные превращения). Линия С 5 характеризует температуры начала превращения у-железа в а-железо (при охлаждении). Температуры, соответствующие линии С 5, обозначают А3. Линия SЕ – линия предельной растворимости углерода в аустените. При охлаждении эта линия соответствует температурам начала выделения из аустенита цементита (вторичного), а при нагреве – окончанию растворения вторичного цементита в аустените. Температуры, соответствующие линии БЕ, обозначают Аст. В точке S (0,8% углерода при 727°С) выделяется эвтектоид (феррит + цементит), называемый перлитом.

Линия PSK (727°С) характеризует температуру эвтектоидного превращения. При этом аустенит распадается, во всех железоуглеродистых сплавах образуется перлит. Температуры, соответствующие линии PSK, обозначают Ai.

Сталь, содержащую 0,8% углерода, называют эвтектоидной. В ней при 727°С весь аустенит превращается в перлит. Стали с содержанием углерода до 0,8% называют доэвтектоидными, их состав: феррит + перлит. Стали, содержащие от 0,8 до 2,14% углерода, называют заэвтектоидными; они состоят из перлита и цементита.

Чугун, содержащий 4,3% углерода, называют эвтектическим; он состоит из ледебурита. Чугуны, содержащие до 4,3% углерода, называют доэвтектически ми (перлит + цементит + ледебурит), а при содержании углерода свыше 4,3% – заэвтектическими (цементит + ледебурит).

Мнемосхема