Диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов
Существует две диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов - метастабильная и стабильная. Метастабильная диаграмма отражает структурно-фазовое состояние сплавов, в которых углерод находится в связанном состоянии - в виде метастабильного химического соединения – цементита. Хотя цементит термодинамически менее устойчив, чем графит, его образование по кинетическим соображениям является более вероятным.
Метастабильная диаграмма состояния «железо-цементит», в упрощённом виде, выглядит следующим образом:
1539 °С Ж
А+Ж
Ж+Ц
I
1147 °С
A
911 °С
A+Ц
II A+Ц
II+Л Л=А+Ц Л+Ц
I
727 °С Ф
Ф+П П П+Ц
II П+Ц
II+Л Л=П+Ц Л+Ц
I
0 0,8 2,14 4,3 6,67 % С
0 100 % Ц
Здесь по оси Х отложено содержание углерода в массовых процентах от 0 до 6,67 %, что соответствует содержанию цементита от 0 до 100 %. Точка А (1539°С) соответствует температуре плавления чистого железа, точка D (1260 °С) – температуре плавления (распада) цементита. Точка G (911°С) является точкой полиморфного превращения железа из a- в g-модификацию или наоборот. Линия ACD является линией ликвидус, а линия AECF – линией солидус. На линии ECF (1147 °С) происходит эвтектическое превращение, а на линии PSK (727 °С) – эвтектоидное. Линия ES характеризует растворимость углерода в аустените, а линия PQ – растворимость углерода в феррите. Области существования различных фаз на диаграмме состояния отмечены большими буквами. Участок диаграммы состояния от 0 до 2,14 % С соответствует сталям, а остальная её часть – чугунам.
Стабильная диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов отражает фазовый состав сплавов, в которых углерод находится в виде стабильной фазы – графита. Такую диаграмму называют «железо-графит». От метастабильной диаграммы «железо-цементит» она отличается тем, что её линии немного смещены вверх и влево, а вместо цементита присутствует графит.
