Презентация на тему Диаграмма состояния Fe - FeC. Лекция 5 - 6

диаграмме Fe- FeC.
2.Кристаллизация сплавов с низким содержанием углерода.
3.Кристаллизация сплавов,

содержащих более 2,14 % углерода.

Линия AHJECF-солидус
Фазы:жидкость- жидкий раствор

углерода в железе
цементит- FeC. карбид железа, хим. соединение феррит-твердый раствор внедрения углерода в Fe аустенит-твердый раствор внедрения углерода в Fe Диаграмма состояния Fe- FeC характеризует фазовый состав и превращения в сплавах с концентрацией от чистого железа до FeC. Особенностью диаграммы является наличие на оси концентраций двух шкал, показывающих количество углерода и цементита. Положение точек диаграммы в таблице.

состояния происходят как при затвердевании жидкой фазы ( Ж),

так и в твердом состоянии. Первичная кристаллизация идет в интервале температур, определяемых на линиях ликвидус и солидус. Вторичная кристаллизация вызвана превращениями железа одной аллотропической модификации в другую и переменной растворимостью углерода в аустените и феррите, которая при понижении температуры уменьшается. Избыток углерода из твердых растворов выделяется в виде цементита.
Выше линии ликвидуса (АВСД) все сплавы находятся в жидком состоянии.
На линии АВ из жидкости начинает выделяться феррит, на линии ВС- аустенит, на линии СД- цементит. На линии АН- жидкость полностью превращается в феррит.
Горизонтальная линия HJB указывает на протекание перитектической реакции в сплавах, содержащих от 0,1 до 0,5% углерода.

нонвариантного превращения ( трехфазного равновесия), когда жидкость реагирует с

ранее выпавшими кристаллами и образует новый вид кристаллов.
Эта реакция заключается в том, что при температуре 1499 С феррит, выделившийся из жидкого раствора (Фн), взаимодействует с оставшейся жидкостью (Жв), в результате чего образуется аустенит:
Фн +Жв Aj
При этом в сплаве, содержащем 0,16% С (t.J), обе фазы (Ф и Ж), полностью расходуются на реакцию образования аустенита, и при температуре ниже 1499 С этот сплав имеет одну фазу- аустенит. В сплавах, содержащих менее 0,16% С после перитектической реакции в избытке остается аустенит, а в сплавах содержащих более 0,16% С- в избытке остается жидкость.

является следствием полиморфного превращения железа при 1499 С, Fe

в Fe . При этом температура этого превращения повысилась с 1392 С до 1499 С за счет растворенного в железе углерода.
Следовательно, можно заключить, что углерод относится к элементам расширяющим -область жедеза.
Горизонтальная линия ECF указывает на то, что у сплавов, содержащих от 2,14 до 6,67% углерода, протекают при температуре 1147 С эвтектические превращения (см. л.4). При этой температуре жидкость, содержащая 4,3% углерода (Же), кристаллизуется с одновременным образованием кристаллов аустенита и цементита
Же А + Ц
Эта эвтектика называется ледебуритом (по фамилии нем. ученого Ледебура).

указывает на протекание эвтектондной реакции (см. л4) в сплавах,

содержащих от 0,02 до 6,67% углерода, при 727 С.
Механическая смесь двух фаз, образующихся из твердого раствора называется эвтектоидом.
При температуре 727 С аустенит, содержащий 0,8% углерода, превращается в механическую смесь двух фаз- феррита, содержащего 0,02% углерода и цементита (6,67% углерода)
As (Фр+ Цк)
Эвтектоидная смесь феррита и цементита называется перлитом ( эта структурная составляющая под микроскопом похожа на перломутр).
Рассмотрим область перитектического превращения на примере сплава I, содержащего менее 0,1% углерода и сплава 11,содержащим 0,16% углерода.

в т.1, выделением кристаллов - твердого раствора. В процессе

кристаллизации концентрация жидкости изменяется по линии АВ, а концентрация твердой фазы - по линии АН. В т.а, лежащей в области существования жидкой и твердой фаз, концентрация жидкости определяется проекцией т.с, а твердой фазы - проекцией т.в, количество твердой фазы определяется отношением отрезков ас/вс; количество жидкой фазы- ва/вс.
В т.2 количество жидкой фазы становится равным D, процесс кристаллизации заканчивается, образуется однородный твердый раствор . Вновь сплав испытывает превращения в интервале температур 3-4, когда -твердый раствор превращается в твердый раствор. Концентрации фаз изменяется в соответствии с положением линий HN и JN.
В т.d концентрация -фазы определяется проекцией т.е, концентрация -фазы, проекцией т.f, количество фаз отношением отрезков, т.е = df/ed.
В т.4 сплав полностью приобретает строение -твердого раствора.