ИЦМ Форум

Исследовательский центр Модификатор

Модифицирование сплавов: разработка, внедрение, технический аудит
Металловедение. Металлургия. Литейное производство

[ на главную ] [ литература ] [ вопрос-ответ ] [ экология ] [ персоны ] [ предприятия ] [ выставки ] [ контакты ]
    Конференция "Детали машиностроения из ЧВГ: свойства, технология, контроль" пройдёт в Набережных Челнах. Подробнее » ICQ 263-224-713    
Диаграмма Железо-Углерод

Диаграмма Железо-Углерод

Начало изучения диаграммы железо-углерод связано с открытием критических точек в стали Д.К.Черновым в 1868 г. [Чернов Д.К. – Избранные труды по металлургии и металловедению. М.: Наука, 1983. 447 с.]. Исторический обзор исследований диаграммы железо-углерод приведён в работе [Тыркель Е. – История развития диаграммы железо-углерод. М., Машиностроение, 1968, 221 с.].

На рисунке 1 приведена полная диаграмма состояния системы (стабильная система Fe-Cгр и метастабильная система Fe-FeC).

Диаграмма состояния железо-углерод даёт представление о строении железоуглеродистых сплавов – сталей и чугунов.

В работе «Критический обзор статей Лаврова и Калакуцкого о стали и стальных орудиях и собственные исследования Д.К. Чернова по этому же предмету» Дмитрий Константинович Чернов впервые указал на существование в стали критических точек и на зависимость их от содержания углерода. Другими словами, Чернов дал первое представление о диаграмме железо-углерод. Чернов Д.К. Наброски диаграммы Железо-Углерод

Впоследствии свои высказывания о влиянии углерода на положение критических точек Чернов изобразил графически, воспроизведя очертание важнейших линий диаграммы железо-углерод.

©ИЦМ(www.modificator.ru)

Д.К. Чернов определял положение критических точек на глаз, по цветам каления стали. Знаменитый французский исследователь Ф. Осмонд, воспользовавшись только что изобретённым Ле-Шателье пирометром, определил положение критических точек, описал характер микроструктурных изменений при переходе через критические точки и дал названия основных структур железоуглеродистых сплавов, употребляющихся и сейчас.

Образование твёрдых растворов при нагревании было установлено Р. Аустеном (Англия), что было доказано прямым металлографическим анализом Ле-Шателье (Франция), А.А. Байковым и Н.Т. Гудцовым (Россия).

Используя эти данные, а также разработанную теорию фазовых равновесий Д. Гиббса (Канада), голландский учёный Розебум, а также и Р. Аустен представили первый вариант диаграммы железо-углерод. Неполнота сведений, которыми располагали эти исследователи, не позволила им построить диаграмму во всех областях, отвечающих действительному фазовому равновесию. Лишь к концу XIX века немецкий учёный П. Геренс, использовавший опыт своих предшественников и новые данные по микроструктурному и термическому анализу железоуглеродистых сплавов, привёл в своей книге диаграмму железо-углерод, достаточно близко отвечающую современному варианту. Позже… были внесены хоть и существенные, но не принципиальные уточнения в диаграмме железо-углерод. Дальнейшие работы по изучению диаграммы железо-углерод продолжаются и сейчас.

Диаграмма железо-углерод, как явствует из названия, должна распространяться от железа до углерода. Железо с углеродом образует ряд химических соединений: Fe3C; Fe2C; FeC и др. и, следовательно, система железо-углерод должна быть отнесена к сложной форме диаграммы с химическими соединениями.

Рассматривая диаграмму железо-углерод в участке от железа до цементита можно компонентами системы считать железо и цементит.

Рассмотрение метастабильной системы F-Fe3C вынесено на отдельную страницу Диаграмма состояния железо - цементит.

©ИЦМ(www.modificator.ru)

Стабильная система железо - углерод (графит)

Начало кристаллизации определяет линия ликвидус δ-фазы AB и γ-фазы BC', а в заэвтектической области - линия ликвидус графита C'D', экспериментально установленная до 2887° и 7,5% (по массе) углерода, или 35% (ат.) углерода. При дальнейшем повышении содержания углерода и давлении ρ=1 ГПа, подавляющем парообразование железа, ликвидус продолжается вплоть до температуры плавления графита. Эвтектическое превращение ж↔γ+Cгр происходит при 1153°C. Горизонталь E'C'F' экспериментально продолжена от 2,88 до 27% (по массе), или 65% (ат.) углерода и экстраполирована далее до 100% Cгр. Графитовая эвтектика C' содержит 4,25% (по массе), или 17,1% (ат.) углерода, что подтверждено экстраполяцией кривой растворимости графита C'D' на эвтектическую горизонталь.

В работе [2] полностью определена стабильная диаграмма состояния системы железо-углерод.

Автор: Корниенко А.Э. (ИЦМ)

Лит.:

  1. Гуляев А.П. Металловедение. - М.: Металлургия, 1977. - УДК669.0(075.8)
  2. Банных О. А., Будберг П. Б., Алисова С. П. и др. - Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа: Справ. изд. - М.: Металлургия, 1986. 440 с. - УДК 669.15.017.12(083)

Дополнительная информация:

Белов Б.Ф. Классификация структурно-химического состояния сплавов железо-углерод в твёрдом и жидком состояниях во всём интервале концентраций исходных компонентов. - Сб.докладов Литейного консилиума №2 «Теория и практика металлургических процессов при производстве отливок из чёрных сплавов» - Челябинск: Челябинский Дом печати, 2007 - с. 135. Перейти к началу статьи >>




Получен патент на нирезист. Разработан состав нирезиста, позволяющий экономить никель до 30%. Подробнее >>>

[новости] | [книги] | [статьи] | [патенты] | [вопрос-ответ] | [экология] | [персоны] | [предприятия] | [справочник] | [ссылки] | [реклама] | [поиск] | [галерея] | [форум] | [контакты]

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru


Графит. ИЦМ

Алмаз. ИЦМ

Фуллерен. ИЦМ


Ключевые слова:

Диаграмма Железо-Углерод

Диаграмма состояния железо-углерод

Железоуглеродистые сплавы

Цементит

Аустенит

Эвтектика

Подбор режимов модифицирования и наиболее эффективного модификатора >>

Консультации по литейному производству


Наши контакты: mod2004@rambler.ru тел.: +7 917 270 30 43

Locations of visitors to this page 2007-2015 © "Исследовательский центр Модификатор" www.modificator.ru  
При использовании материалов сайта, активная ссылка на источник обязательна.