Методическое пособие по проведению практических занятий по предмету

ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗО -УГЛЕРОД



Рис. 1. Диаграмма состояния железо - углерод
Сплавы железа с содержанием углеродаменее 0,025% называются техническим железом, а железо содержащее 0,025 - 2,14 % С называются сталями. Сплавы, в которых содержание углерода превышает 2,14 % являются чугунами.
В этих сплавах помимо углерода содержатся такие элементы как кремний, марганец, сера и фосфор. Необходимо тометить, что несмотря на то, что таких элементов в виде примесей в достаточном количестве, ни один элемент не оказывает влияния на железо как углерод, который содержится во всех фазах системы. Большое значение имеет изучение подобных систем, так как исходя из структурного состояния сплавы подвергаются термической обработке и тем самым получают необходимые свойства. При изучении данной диаграммы необходимо понимать, что на практике т.е. при производстве чугуна или чугунных изделий содержание углерода обычно не превышает 5% так как чугуны с содержанием углерода выше 5 % теряют свойства сплава. По этой причине необходимо изучать системы содержащие железо и цементит. Диаграмма при этом называется «Диаграмма состояния Железо – Цементит : Fe – Fe3C». Fe3C – это цементит (карбид железа). Практически составление диаграммы состояния железо – углерод основывается на результаты термического анализа. Для этого необходимо установить температуру по оси ординат в градусах по цельсию и процентное содержание углерода в железе. После этого определяются и отмечаются критические точки температур различных сплавов. Это должно повторяться до того момента, пока не отметится необходимое количество критических точек для соединения их одной линией. Тем самым появятся линии разограничения фаз с чётко выраженными линиями Ликвидус и Солидус.
Диаграмма состояния Железо – углерод определяет процесс микроструктурного превращения по мере кристаллизации и падения температуры до равновесного состояния
Как было отмечено диаграмма содержит множества сложных структур: феррит, аустенит, цементит, перлит, ледебурит и другие.
Углерод - этот химический элемент являясь неметаллом, имеет плотность 2,5 гр/см3 с температурой плавления 3500°С. В структурно свободнос состоянии он встречается в виде графита и алмаза.