Фазовая диаграмма равновесия Железо-Карбид Железа (Fe-Fe₃C)/фазовая диаграмма Железо-Углерод.
Фазовая диаграмма равновесия Железо-Карбид Железа (Fe-Fe₃C), часто называемая просто фазовой диаграммой Железо-Углерод, иллюстрирует фазы, присутствующие в железоуглеродистых сплавах (сталь и чугун) в равновесных условиях, в зависимости от температуры и содержания углерода. Краткое описание ключевых функций:
1. Фазы на диаграмме:
Феррит (α-железо): стабилен при низких температурах, до 912°C для чистого железа. Объемно-центрированная кубическая структура (ВСС). Растворим до 0,022% углерода при температуре 727°C (эвтектоидная температура).
Аустенит (γ-железо): стабилен при температуре от 912°C до 1394°C для чистого железа. Гранецентрированная кубическая структура (FCC). Может растворять больше углерода, чем феррит, примерно до 2,14% при температуре 1148°C.
Дельта-феррит (δ-железо): существует при высоких температурах выше 1394°C, но ниже 1538°C для чистого железа.
Также имеет ВСС-структуру, но менее стабильную при более низких температурах.
Цементит (FE₃C): фаза карбида железа - не настоящее соединение, а промежуточное соединение. Присутствует при любых температурах ниже точки плавления железа.
Перлит: эвтектоидная смесь феррита и цементита, образующаяся при температуре 727°C с содержанием углерода 0,76%.
2. Основные линии и точки:
Эвтектоидная точка: при содержании углерода 0,76% и температуре 727°C аустенит при охлаждении превращается в перлит.
Точка эвтектики: при 4,3% углерода и температуре 1148°C, когда жидкость непосредственно превращается в аустенит и цементит.
Линия A1: отделяет область α + γ-фаз от области α + FE₃c.
Линия A3: граница, на которой феррит при нагревании переходит в аустенит.
Линия Acm: показывает максимальную растворимость углерода в аустените.
3. Фазовые превращения:
При нагревании: феррит + перлит → аустенит (для композиций с содержанием углерода менее 0,76%).
При охлаждении: аустенит → феррит + перлит (для составов ниже эвтектоида), или аустенит → перлит (при эвтектоиде), или аустенит → цементит + перлит (для составов выше эвтектоида, но с содержанием углерода ниже 2,14%).
4. Области применения: диаграмма помогает понять, как термическая обработка влияет на микроструктуру и свойства стали. Используется в различных металлургических процессах для прогнозирования фазовых превращений при нагреве и охлаждении.