Проследите за изменениями состояний железо-карбида железа, представив это в форме графика. Раскройте структурные

Sovunya_1278

53

Железо-карбид железа, также известный как цементит, является одной из структурных компонентов стали. Для того чтобы понять изменения состояний этого сплава и создать график, мы рассмотрим диаграмму состояния Fe-Fe3C.

На этой диаграмме оси абсцисс и ординат представляют процентное содержание углерода и температуру соответственно. График состоит из нескольких областей, которые мы теперь рассмотрим подробнее.

1. Область 1: Феррит (α-железо)
При более низких температурах и низком содержании углерода (0-0,022%), структура сплава состоит в основном из феррита. Феррит является мягким и деформируемым материалом, который обладает железно-серым цветом.

2. Область 2: Перлит
При содержании углерода около 0,022-2,14%, происходит превращение феррита в перлит. Перлит состоит из двух фаз - слоистого феррита и цементита. Цементит представляет собой твердый раствор углерода в железе с определенным соотношением атомов. Область перлита на графике формирует две горизонтальные линии, обозначающие начало и конец превращения.

3. Область 3: Цементит (Fe3C)
При дальнейшем увеличении содержания углерода до 2,14-6,7%, главной фазой становится цементит. Цементит образует шарообразные частицы, встроенные в матрицу перлита.

4. Область 4: Эвтектика
В этой области находится самая низкая температура, при которой сплав может существовать в равновесии. Состав эвтектики составляет около 4,3% углерода и состоит из перлита и цементита.

5. Область 5: Ледяная смесь
При дальнейшем снижении температуры происходит образование ледяной смеси, состоящей из феррита и цементита.

Теперь мы можем создать кривую охлаждения, используя правила фаз. Представим, что сплав с содержанием 4,8% углерода охлаждается от высоких температур до комнатной температуры.

1. Начальная структура:
При высоких температурах структура сплава будет состоять из аустенита - решеточной фазы, которая образуется при высоких температурах.

2. Переход в область перлита:
По мере охлаждения сплава, он достигнет линии начала перлита. На этой температуре начнется превращение аустенита в перлит.

3. Превращение в перлит:
При дальнейшем охлаждении сплава, произойдет превращение аустенита в перлит. Структура сплава после этого превращения будет состоять из перлита - слоистого феррита и цементита.

4. Достижение комнатной температуры:
При дохождении до комнатной температуры, структура сплава останется неизменной. Таким образом, при комнатной температуре сплав с содержанием 4,8% углерода будет иметь структуру перлита.

Для обозначения сплава с содержанием 4,8% углерода при комнатной температуре используется термин "эвтектический сплав". Эвтектика представляет собой равновесную точку на диаграмме состояния, где состав сплава является определенным соотношением между двумя фазами. В данном случае, эвтектический сплав состоит из перлита и цементита.

Надеюсь, что эта подробная информация помогла вам разобраться с изменениями состояний железо-карбида железа и структурой сплава с содержанием 4,8% углерода. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь спрашивать!