М Е Н Ю   С А Й Т А

Среди диаграмм состояния металлических сплавов самое большое значение имеет диаграмма состояния "железо-углерод". Имеются две диаграммы состояния железо-углеродистых сплавов: метастабильная, характеризующая превращения в системе железо-цементит, и стабильная, характеризующая превращения в системе железо-графит. Для всех низкоуглеродистых сплавов (сталей) превращения при кристаллизации совершаются в соответствии с метастабильной диаграммой. В высокоуглеродистых сплавах (чугунах) превращения при первичной кристаллизации часто идут по стабильной диаграмме, а при дальнейшем охлаждении в твердом состоянии - по метастабильной диаграмме. Диаграмма состояния "Железо-Цементит" представлена на рис. 1.

Железо и углерод - элементы полиморфные. Железо с температурой плавления 15390С имеет две модификации -   и  . Модификация Fe  существует при температурах до 9110С и от 1392 до 15390С, имеет ОЦК решетку с периодом 0,286 нм при 20-250С. Ферромагнитно до температуры 7680С.

Модификация Fe  существует в интервале температур от 911 до 13920С, имеет ГЦК решетку, период которой при 9110С равен 0,364 нм. ГЦК решетка более компактна, в связи с чем при переходе Fe  в Fe  объем железа уменьшается приблизительно на 1 %. Fe  парамагнитно.

Углерод существует в двух модификациях: графита и алмаза. При нормальных условиях стабилен графит.

Фазы в сплавах железа с углеродом представляют собой жидкий раствор, феррит, аустенит, цементит и свободный углерод в виде графита.

Феррит (обозначают Ф или  )- твердый раствор внедрения углерода в  -железе (Fe ). Различают низкотемпературный и высокотемпературный феррит. Он имеет ОЦК-решетку, растворимость углерода в которой для низкотемпературного феррита 0,02%, а для высокотемпературного - 0,1%. Феррит, кроме углерода, растворяет и другие элементы.