Контрольная по материаловедению на тему: "Начертите диаграмму состояния железо – цементит"

Начертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите
структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите
превращения и определите критические точки сплава, содержащего 1,6
% С. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной
температуре и как такой сплав называется?
Первичная кристаллизация сплавов системы железо-углерод
начинается по достижении температур, соответствующих линии ABCD
(линии ликвидус) и заканчивается при температурах, образующих линию
AHJECF (линию солидус).
При кристаллизации сплавов по линии AB из жидкого раствора
выделяются кристаллы твердого раствора углерода в α-железе (δ-раствор).
Процесс кристаллизации сплавов с содержанием углерода до 0,1%
заканчивается по линии AH с образованием α (δ)-твердого раствора. На
линии HJB протекает перитектическое превращение, в результате которого
образуется твердый раствора углерода в γ-железе, т.е. аустенит. Процесс
первичной кристаллизации сталей заканчивается по линии AHJE.
При температурах, соответствующих линии BC, из жидкого раствора
кристаллизуется аустенит. В сплавах, содержащих от 4,3% до 6,67%
углерода, при температурах, соответствующих линии CD, начинают
выделяться кристаллы цементита первичного. Цементит,
кристаллизующийся из жидкой фазы, называется первичным. В точке C при
температуре 1147 о С и концентрации углерода в жидком растворе 4,3%
образуется эвтектика, которая называется ледебуритом. Эвтектическое
превращение с образованием ледебурита можно записать формулой Процесс
первичной кристаллизации чугунов заканчивается по линии ECF
образованием ледебурита.
Таким образом, структура чугунов ниже 1147 о С будет: доэвтектических
– аустенит+ледебурит, эвтектических – ледебурит и заэвтектических –
цементит (первичный)+ледебурит.

Превращения, происходящие в твердом состоянии, называются
вторичной кристаллизацией. Они связаны с переходом при охлаждении γ-
железа в α-железо и распадом аустенита.
Линия GS соответствует температурам начала превращения аустенита
в феррит. Начало аллотропического превращения в сплавах при охлаждении.
Ниже линии GS сплавы состоят из феррита и аустенита.
В точке S при температуре 727 о С и концентрации углерода в аустените
0,8% образуется эвтектоидная смесь, состоящая из феррита и цементита,
которая называется перлитом. Перлит – механическая смесь феррита и
цементита, полученная в результате распада аустенита при охлаждении
сплавов ниже 727 о С. При медленном охлаждении перлит присутствует во
всех сплавах с концентрацией углерода от 0,02 до 6,67%. Процесс
превращения аустенита в перлит можно записать формулой .
Линия PQ показывается на уменьшение растворимости углерода в
феррите при охлаждении.
Следовательно, сплавы, содержащие менее 0,008% углерода (точка Q),
являются однофазными и имеют структуру чистого феррита, а сплавы,
содержащие углерод от 0,008 до 0,03% – структуру феррит + цементит
третичный и называются техническим железом.
Доэвтектоидные стали при температуре ниже 727 о С имеют структуру
феррит + перлит и заэвтектоидные – перлит + цементит вторичный в виде
сетки по границам зерен.
По достижении температуры 727 о С (линия PSK) аустенит, обедненный
углеродом до 0,8% (точка S), превращаясь в перлит. Таким образом, после
окончательного охлаждения структура доэвтектических чугунов состоит из
перлита, цементита вторичного и ледебурита превращенного (перлит +
цементит). Структура эвтектических чугунов при температурах ниже 727 о С
состоит из ледебурита превращенного. Заэвтектический чугун при
температурах ниже 727 о С состоит из ледебурита превращенного и цементита
первичного.