Металловедение и термическая обработка металлов. Сизов И.Г - 29 стр.

UptoLike

Важной особенностью Fe
a
является его ферромагнетизм
ниже температуры 768° С, называемой точкой Кюри.
Модификация Fe
y
существует в интервале температур
от 911 до 1392° С, имеет ГЦК решетку, период которой при
911 °С равен 0,364 нм. ГЦК решетка более компактна, чем
ОЦК решетка, и поэтому при переходе Fe
a
в Fe
γ
объем железа
уменьшается приблизительно на 1%. Fe
γ
парамагнитно.
Углерод - неметаллический элемент с у = 2,5 г/см
3
, t
пл
=
3500 °С. В свободном состоянии встречается в виде алмаза и
графита.
В сплавах с железом встречается либо в виде графита
(серый, ковкий и высокопрочный чугуны), либо в виде
химического соединения с железом Fe
3
C - цементита (стали и
белые чугуны).
2. Фазы
Основными фазами в системе Fe - С являются: жидкий
раствор углерода в железе; твердый раствор углерода в Fe
α
-
феррит, в Fe
χ
- аустенит; химическое соединение железа с
углеродом Fe
3
C - цементит.
Практический интерес представляют только твердые
фазы.
Феррит - твердый раствор внедрения углерода в Fe
a
. В
низкотемпературной модификации Fe
a
максимальная
растворимость углерода равна 0,02% при температуре 727 °С
(т.Р), в высокотемпературной модификации Fe
a
- 0,1% при
температуре 1499 °С (т.Н). При комнатной температуре в
феррите содержится 0,01% С. Механические свойства
феррита близки к свойствам технического железа. Твердость
- НВ 80.
Аустенит - твердый раствор внедрения углерода в F
γ
,.
Максимальная растворимость равна 2,14% при температуре
1147 °С (т.Е), что практически на два порядка выше, чем в
феррите. Аустенит пластичен, но прочнее феррита (НВ
160...200). Аустенит парамагнитен.
Цементит - химическое соединение железа с
углеродом. Стехиометрическая формула цементита - Fe
3
C
(карбид железа), и он содержит 6,67% С. Цементит имеет
сложную ромбическую кристаллическую решётку,
расплавляется при температуре 1600 °С, обладает высокой
твердостью (НВ 800) и большой хрупкостью. По условиям
образования различают: первичный Ц
1
(образуется при
кристаллизации из жидкости в виде больших светлых
кристаллов), вторичный Ц
II
(выделяется из аустенита в виде
сетки по границам зерен), третичный Ц
III
(выделяется из
графита в виде мелких зерен).
3. Механические смеси
Ледебурит - эвтектическая механическая смесь: в
области температур от 1147° С до 727° С состоит из
аустенита и цементита (А+Ц), а ниже 727° С состоит из
перлита и цементита (П+Ц). Содержит 4,3% С.
Перлит эвтектоидная механическая смесь феррита и
цементита (Ф+Ц). Существует ниже 727° С и содержит 0,8%
С.
4. Железоуглеродистые сплавы
В зависимости от содержания углерода практические
железоуглеродистые сплавы подразделяются на стали и
чугуны.
Сталями называются сплавы железа с углеродом,
содержание которого не превышает 2,14%.
Чугунами называют сплавы железа с углеродом
содержание, которого более 2,14%. Так как настоящая
диаграмма описывает углерод в виде цементита, то
рассматриваемые чугуны носят названия белые (в изломе
светлые из-за цементита).
57 56