§ 9. ДІАГРАМА СТАНУ ЖЕЛЕЗО-ГРАФИТ
При порівняно швидкому охолодженні розплаву відбувається утворення цементиту в процесі кристалізації рідкого чавуну. Систему залізо-цементит називають метастабільною, т. Е. Нестійкою, тому що при певних умовах цементит розпадається на аустеніт і вільний вуглець у вигляді графіту. При дуже повільному охолодженні з розплаву в процесі його кристалізації вуглець виділяється у вигляді графіту. Систему залізо-графіт називають стабільною. Процес кристалізації графіту в сплавах заліза з вуглецем називають графітизацією. Вона може відбуватися і в твердому стані, оскільки цементит при високих температурах нестійкий. В цьому випадку графітизація відбувається в кілька накладаються стадій: 1) розпад цементиту і розчинення атомів вуглецю в аустеніт; 2) утворення центрів графітизації в аустените; 3) дифузія атомів вуглецю в аустеніт до центрів графітизації; 4) зростання виділень графіту.
На рис. 21 показана поєднана діаграма: суцільними лініями зображена метастабільна діаграма залізо-цементит, штриховими лініями - стабільна діаграма залізо-графіт. За діаграмою залізо-цементит в області чавунів отримують білі чавуни, а по діаграмі залізо-графіт - сірі чавуни. На діаграмі залізо-графіт горизонтальні лінії E'C'F 'і P'S'K' лежать трохи вище, а похилі лінії CD 'і E'S' -. трохи лівіше відповідних ліній діаграми залізо-цементит.
Мал. 21. Діаграма стану залізо-графіт
На діаграмі залізо-графіт лінія ACD '- лінія ліквідусу. При охолодженні розплаву по гілці АС виділяється аустеніт, а по гілці CD '- графіт (первинний). На лінії солідусу E'C'F 'при температурі 1153 ° С утворюється евтектика, що складається з графіту і аустеніту. Її називають графитной евтектикой. Лінія S'E 'показує, що зі зниженням температури розчинність вуглецю в аустеніт зменшується. При зниженні температури в системі залізо-графіт з аустеніту буде виділятися графіт, який називають вторинним.
На лінії P'S'K 'при температурі 738 ° С аустеніт, що містить 0,7% С (точка S'), розпадається, утворюючи евтектоід, що складається з фериту і графіту. Цей евтектоід називають графітним.
Після повного охолодження структура складається з фериту і графіту (евтектичного, вторинного і евтектоїдного). Розрізнити в мікроструктурі графіт різного походження в більшості випадків неможливо, оскільки в процесі кристалізації графіт, що виходить при розпаді аустеніту, не утворює самостійних виділень, а, нашаровуючись на наявні графітні включення, збільшує їх розміри.
1. Що таке металеві сплави? Наведіть приклади сплавів.
2. Дайте визначення фази.
3. Що зображують діаграми стану сплавів?
4. Що називають чавуном і сталлю?
5. Які перетворення в сплавах відбуваються при первинній кристалізації?
6. Що таке вторинна кристалізація?
7. У чому особливості стали, що містить 0,8% вуглецю, і чавуну, що містить 4,3% вуглецю?
8. У чому полягає практичне значення діаграми залізо-цементит?
Заробіть на своїх знаннях. Відповідайте на питання і отримуйте за це гроші!