Постройте график, иллюстрирующий состояние железо-карбидного состава железа. Укажите основные компоненты структуры

Предмет вопроса: Диаграмма состояния железо-карбидного состава железа

Описание:
Диаграмма состояния железо-карбидного состава железа, также известная как диаграмма Фейтинга, представляет собой график, отображающий различные фазы и состояния сплава железа с содержанием углерода. На этой диаграмме основные компоненты структуры изображены в разных областях.

1. Аустенит (γ-железо): При высоких температурах (выше 910 °C) железо полностью растворяет углерод и находится в состоянии аустенита.

2. Перитектическая точка: Перитектическая точка (727 °C) обозначает температуру, при которой происходит превращение состава сплава. При охлаждении сверху этой точки аустенит превращается в две фазы - феррит и цементит.

3. Феррит (α-железо): При содержании углерода менее 0,022% сплав будет содержать только феррит и называться ферритным железом.

4. Цементит: Это компонент с высоким содержанием углерода (более 6,7%), имеющий твердую и легко ломаемую структуру.

5. Перлит: Это композиция двух фаз - мелких пластин цементита в матрице феррита. Перлит образуется при охлаждении сплава от 727 °C до комнатной температуры.

График охлаждения показывает, как меняется состав сплава при охлаждении от высокой температуры до комнатной. В данном случае сплав с 4,8% углерода будет иметь структуру перлита при комнатной температуре.

Демонстрация:

Условие задачи: Постройте график, иллюстрирующий состояние железо-карбидного состава железа. Укажите основные компоненты структуры во всех областях диаграммы. Опишите превращения, происходящие в этой системе, и нарисуйте кривую охлаждения (с использованием правила фаз) для сплава с 4,8% углерода. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как он называется?

Решение:
График диаграммы состояния железо-карбидного состава железа будет показывать следующие области и их компоненты:

1. Область аустенита при температурах выше 910 °C.
2. Перитектическая точка при 727 °C.
3. Область феррита для содержания углерода менее 0,022%.
4. Область цементита для сплавов с содержанием углерода более 6,7%.
5. Область перлита при охлаждении от 727 °C до комнатной температуры.

Для сплава с 4,8% углерода кривая охлаждения будет пересекать перитектическую точку и заканчиваться в области перлита при комнатной температуре. Следовательно, структура этого сплава при комнатной температуре будет представлять собой перлит.

Совет:
Для лучшего понимания диаграммы состояния и превращений в системе железо-карбидный состав железа, рекомендуется изучать информацию о каждой фазе отдельно. Понимание терминологии и принципа построения графика поможет вам более полно и точно объяснить задачу и применить правило фаз для построения кривой охлаждения.

Задание для закрепления:
Постройте график диаграммы состояния для сплава железа с содержанием углерода 2,5%. Определите структуру этого сплава при комнатной температуре и дайте ей название.