6. Укажите на диаграмме линии, где в равновесии находятся одновременно три фазы. Какие это фазы?

Превращения при нагреве и охлаждении сталей и чугунов в соответствии с диаграммой состояния можно разделить на безвариантные (нонвариантные), проходящие при постоянной температуре, и одновариантные (моновариантные), происходящие в некотором интервале температур. Безвариантные превращения соответствуют горизонтальным линиям на диаграмме состояния.

ECF – линия эвтектического превращения жидкости в ледебурит , состоящий из аустенита и цементита . t = 1130 ⁰. В равновесии находятся одновременно три фазы – жидкость (концентрация углерода 4,3% - точка С), аустенит (концентрация углерода 2,14% - точка Е) и цементит (концентрация углерода 6,67% - точка К)

PSK – линия эвтектоидного превращения аустенита в перлит t =727⁰. По линии PSK аустенит превращается в феррит и цементит (эвтектоидное превращение). Концентрация углерода в аустените при данной температуре составляет 0,8% - точка S, концентрация углерода в феррите составляет 0,02% - точка Р, концентрация углерода в цементите 6,67% точка К.

По линии HJB на диаграмме феррит и жидкость (расплав) переходят в аустенит (перитектическое превращение). Концентрация углерода в феррите 0,1% - точка Н, в жидкости – 0,6% - точка В, в аустените 0,15% - точка J.

.

Вариант 7

Рисунок 1 – Диаграмма состояния железо-цементит

1. Что собой представляет феррит?

Феррит (Ф) (C) – твердый раствор внедрения углерода в -железо.

Феррит имеет переменную предельную растворимость углерода: минимальную – 0,006 % при комнатной температуре (точка Q), максимальную – 0,02 % при температуре 727^o С ( точка P). Углерод располагается в дефектах решетки.

При температуре выше 1392^o С существует высокотемпературный феррит ( ) ( (C), с предельной растворимостью углерода 0,1 % при температуре 1499^o С (точка J)

Свойства феррита близки к свойствам железа. Он мягок (твердость – 130 НВ, предел прочности – ) и пластичен (относительное удлинение – ), магнитен до 768^o С.

а б

Рисунок 2 – Микроструктура феррита (а) и элементарная кристаллическая ячейка α-железа (б).

2. По каким линиям диаграммы выделяется цементит первичный, вторичный, третичный?

Цементит первичный выделяется по линии диаграммы СD. При пересечении данной линии в заэвтектических сплавах (углерода более 4,3%) выделяется цементит первичный из жидкого раствора.

Цементит вторичный выделяется из аустенита при пересечении линии начала вторичной кристаллизации SE в заэвтектоидных сталях (С от 0,8 до 2,14%)

Цементит третичный выделяется в низкоуглеродистых сплавах (углерода менее 0,025%) при пересечении линии PQ.

В железоуглеродистых сплавах присутствуют фазы: цементит первичный (Ц_I), цементит вторичный (Ц_II), цементит третичный (Ц_III). Химические и физические свойства этих фаз одинаковы. Влияние на механические свойства сплавов оказывает различие в размерах, количестве и расположении этих выделений. Цементит первичный выделяется из жидкой фазы в виде крупных пластинчатых кристаллов. Цементит вторичный выделяется из аустенита и располагается в виде сетки вокруг зерен аустенита (при охлаждении – вокруг зерен перлита). Цементит третичный выделяется из феррита и в виде мелких включений располагается у границ ферритных зерен.

Термин первичный, вторичный и третичный цементит обозначают количество цементита в сплаве: первичный цементит присутствует в чугунах в значительном количестве и выделяется в виде грубых пластин, цементит вторичный – в виде тонкой сетки по краям зерен, третичный – в виде отдельных включений, заметных при значительных увеличениях.