Материаловедение: Методические указания по изучению курса и подготовке к экзаменам, страница 14

После первичной кристаллизации структура в заэвтектических чугунах (свыше 4,3% С) состоит из первичного цементита и ледебурита.

На линии ECF при температуре эвтектического превращения находятся в равновесии три фазы: жидкий сплав, кристаллы аустенита и цементита.

Вторичная кристаллизация железоуглеродистых сплавов начинается ниже линий GR, SE и ECF, а заканчивается на линиях GP и PSK. Линия GS определяет температуру начала процесса перекристаллизации аустенита в феррит (при ох охлаждении обозначается Аr₃) и феррита в аустенит (при нагреве обозначается Ас₃).

Линии GS и SE определяют содержание углерода в аустените, а линия QP – в феррите.

Вторичнаякристаллизациясплавов – доэвтектоидных сталей с содержанием углерода до 0,8% начинается с образования и роста кристаллов феррита. С понижение температуры количество феррита увеличивается а количество аустенита уменьшается, содержание углерода в аустените изменяется по линии GS и достигает в точке S - 0,8%.

В точке S при содержании углерода 0,8% и при температуре 1000 К (727°С) из аустенита образуется перлит – эвтектоид, состоящий из кристаллов феррита и цементита. Образование цементита связано с тем, что максимальная растворимость углерода в альфа-железе при температура 1000 К (727°С) составляет 0,02%, а в гамма-железе она изменяется по линиям GS и SE, достигая 0,8 или 2,14%. Таким образом, при образовании феррита выделяющийся из аустенита углерод с железом и образует с железом химическое соединение Fe₃C -цементит.

Образование перлита происходит из твердого раствора при содержании углерода 0,8%. Это превращение называется эвгектоидным в отличие от эвтектического (эвтектика образуется из жидкого раствора). Температура образования перлита обозначается A₁.

В сплавах (доэвтектоидных сталях) с содержанием углерода менее 0,02% при понижении температуры образуется третичный цементит (вследствие уменьшения растворимости углерода в альфа-железе). После окончательного охлаждения структура таких сталей состоит из феррита и третичного цементита.

Сплавы, содержащие углерода до 0,01%, являются однофазными и после вторичной кристаллизации имеют структуру феррита.

Структура доэвтектоидной стали с содержанием углерода от 0,02 до 0,8% после окончательного охлаждения состоит из феррита и перлита.

Вторичнаякристаллизациясплавов – заэвтектоидных сталей, с содержанием углерода от 0,8 до 2,14% начинается с образования и роста кристаллов вторичного цементита. Образование вторичного цементита связано с уменьшением растворимости углерода в гамма-железе (аустените) по линии ES.

После окончательного охлаждения структура заэвтектоидной стали состоит из перлита и вторичного цементита.

Структура сплавов с содержанием углерода более 2,14% (чугуны) носит другой характер, так как при температуре 1420 К (1147°С) образуется эвтектика (ледебурит), состоящая из кристаллов аустенита и цементита.

Вторичнаякристаллизациясплавов – доэвтектических чугунов (с содержанием углерода от 2,14 до 4,3%) начинается выделения кристаллов вторичного цементита из аустенита вследствие уменьшения содержания углерода в аустените (в том числе и в аустените, входящем в состав ледебурита) в соответствии с линией SE. При достижении температуры 1000 К (727°С) (линия PSK) аустенит, обедненный углеродом доэвтектоидного состава (0,8%С), превращается в перлит.

После окончательного охлаждения структура доэвтектических чугунов состоит из перлита, ледебурита (перлит + цементит) и вторичного цементита.

Вторичнаякристаллизациясплавов - заэвтектических чугунов (с содержанием углерода свыше 4,3%) начинается с распада аустенита, входящего в состав ледебурита, и образования кристаллов вторичного цементита. При достижении температуры 1000 К (727°С) аустенит, обедненный углеродом, превращается в перлит.

После окончательного охлаждения структура заэвтектических чугунов состоит из кристаллов первичного цементита превращенного ледебурита.

В таблице 4.1. приведена характеристика основных критических температур.

Таблица 4.1.