Физический смысл точек и линий диаграммы

Каждая точка диаграммы имеет определенный физический смысл.

A – температура плавления (кристаллизации) чистого железа, 1392 º С.

В – точка предельного насыщения углеродом (0, 51% С) жидкого раствора, находящегося в равновесии одновременно с кристаллами d-феррита и аустенита при перитектической температуре 1499 º С.

C – эвтектическая точка, показывает содержание углерода в жидкости (4, 3% С), находящейся в равновесии с аустенитом и цементитом при эвтектическом превращении при 1147 º С.

D – температура разложения цементита (6, 67% С), 1260 º С.

E – соответствует предельному содержанию углерода в аустените (2, 14%), находящемся в равновесии с цементитом и жидкостью при эвтектической температуре 1147 º С.

G – температура полиморфного a «g превращения железа, 911 º С.

I – точка трехфазного равновесия, соответствующая равновесной концентрации углерода в аустените (0, 16% С), образующегося из жидкости и d-феррита по перитектической реакции.

N – температура полиморфного g«d превращения железа, 1392 º С.

М – точка Кюри чистого железа, соответствует переходу железа в парамагнитное состояние при нагревании и в ферромагнитное – при охлаждении, 768 º С.

P – показывает предельное содержание углерода в феррите (0, 02% С), находящемся в равновесии с цементитом и аустенитом при эвтектоидной температуре 727 º С.

Q – точка предельной растворимости углерода в феррите (0, 006% С) при комнатной температуре.

S – показывает предельную концентрацию углерода в аустените (0, 8%), находящемся в равновесии с ферритом и цементитом при эвтектоидной температуре.

Линия ABCD – ликвидус – показывает температуры начала кристаллизации сплавов при охлаждении (или окончание плавления при нагревании). Линия AHIECF – солидус – показывает температуры окончания процесса кристаллизации жидкости при охлаждении (или температуры начала плавления сплавов при нагревании).

Ниже линии AB кристаллизуется d-феррит (Ф) из жидкого расплава, ниже ВС – аустенит (А). CD соответствует температуре начала кристаллизации первичного цементита (из жидкости), SE – вторичного цементита (из аустенита), PQ – третичного цементита (из феррита).

При определенных условиях в железоуглеродистых сплавах могут существовать в равновесии одновременно три фазы. В системе «Fe – Fe₃C» происходят три изотермических превращения:

· перитектическое на линии HIB (1499 º С) Ф_Н + Ж_В ® А_I

· эвтектическое на линии ECF (1147 º С) Ж_C ® [А_E + Ц]

· эвтектоидное на линии PSK (727 º С) А_S ® [Ф_P + Ц]

Эвтектическая смесь аустенита и цементита называется ледебуритом, а эвтектоидная смесь феррита и цементита называется перлитом. При охлаждении ледебурита ниже температур линии PSK входящий в него аустенит испытывает эвтектоидное превращение в перлит, и при температуре 20¸ 25 º С ледебурит представляет собой смесь цементита и перлита. В этой структурной составляющей цементит образует сплошную матрицу, в которой размещены колонии перлита. Такое строение ледебурита служит причиной его большой твердости (НВ > 6000 МПа) и хрупкости. Ледебурит затрудняет обработку резанием сплавов, обуславливает их неспособность к обработке давлением.