Материаловедение. Тарасов В.В - 27 стр.

     Глава 2. ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ

           2.1. Основные теоретические сведения
    Несмотря на то, что железоуглеродистые сплавы – сталь и чугун,
как правило, содержат некоторые примеси (кремний, марганец, серу,
фосфор, кислород, азот и др.), т. е. практически являются многоком-
понентными, однако основными составляющими, определяющими
структуру и свойства, являются железо и углерод и условно их можно
рассматривать как двойные. Сплавы железа распространены в про-
мышленности наиболее широко. Поэтому среди диаграмм состояния
металлических сплавов самое большое значение имеет диаграмма со-
стояния системы железо – цементит (Fe – Fe3C), которая показывает
фазовый состав и структуру железоуглеродистых сплавов.

         2.1.1. Компоненты в сплавах железа с углеродом
    Железо. Железо находится в периодической системе Д. И. Менде-
леева в IV периоде, в восьмой группе (порядковый номер 26).
    Температура плавления чистого железа равна 1539 °С, кипения –
3200 °С. Плотность – 7,874 г/см3, атомный вес – 55,85. Железо имеет
две полиморфные модификации α и γ. Кристаллическая решетка Feα
– ОЦК (объемноцентрированная кубическая); Feγ – ГЦК (гранецен-
трированная кубическая). Полиморфное превращение сопровождается
                                             o
                                          911 C
изменением объема, поскольку переход Feα  → Feγ cвязан с
уменьшением компактности решетки. Различие объемов составляет
около 1 %.
    Углерод является вторым основным компонентом железоуглеро-
дистых сплавов. Углерод неметаллический элемент ΙΙ периода, чет-
вертой группы. Он занимает шестое место в периодической системе
Д. И. Менделеева. Обладает относительно малой плотностью 2,3 г/см 3 ,
температура плавления около 3500 °С. Углерод полиморфен. В обыч-
ных условиях углерод находится в виде графита с гексагональной
слоистой решеткой. Метастабильная модификация углерода (алмаз)
имеет кубическую решетку.
    Диаграмма состояния железо-углерод должна, очевидно, охваты-
вать все сплавы от 0 до 100 % углерода. Однако, как правило, приво-
дится небольшой участок системы от железа до ближайшего химическо-
го соединения Fe3C. Это обусловлено тем, что практически применяют-
ся сплавы железа с углеродом с содержанием углерода не более 5 %.

26