Семинар Диаграмма Fe-C

Перминов А.С.
2 см
1 см
1 см
1 см

T, oC
20 oC
1539 oC
A
%С, масс
0
Fe
100
C (Гр)
6,67
Fe3C

Перминов А.С.
Комментарии
А – 1539 оС – температура плавления чистого железа
Гр – графит, модификация углерода с гексагональной решеткой, имеющей выраженный слоистый характер. Внутри слоя связи ковалентные, между слоями Ван-дер-Ваальсовы
(левая картинка)
Fe3C – карбид железа, называемый цементит, имеет ромбическую решетку (правая картинка). Является промежуточной фазой системы железо-алмаз

Перминов А.С.
Превращения в чистом железе

T, oC
20 oC
1539 oC
A
%С, масс
0
Fe
100
C (Гр)
6,67
Fe3C
N
1401 oC
G
910 oC
M
770 oC
H
0,1
B
0,51
J
0,16
Перитектическая реакция
T, oC
1493 oC
E
2,06
C
4,3
F
1147 oC
Метастабильная эвтектическая реакция
E’
2,03
C’
4,25
F’
1153 oC
Cтабильная эвтектическая реакция

T, oC
20 oC
1539 oC
A
%С, масс
0
Fe
100
C (Гр)
6,67
Fe3C
N
1401 oC
G
910 oC
M
770 oC
H
0,1
B
0,51
J
0,16
1493 oC
E
2,06
C
4,3
F
1147 oC
E’
2,03
C’
4,25
F’
1153 oC
S
0,8
P
0,025
K
727 oC
Метастабильная эвтектоидная реакция
T, oC
K’
738 oC
S’
0,69
P’≈P
Cтабильная эвтектоидная реакция

T, oC
20 oC
1539 oC
A
%С, масс
0
Fe
100
C (Гр)
6,67
Fe3C
N
1401 oC
G
910 oC
M
770 oC
H
0,1
B
0,51
J
0,16
1493 oC
E
2,06
C
4,3
F
1147 oC
E’
2,03
C’
4,25
F’
1153 oC
S
0,8
P
0,025
K
727 oC
K’
738 oC
S’
0,69
P’≈P
D
D’
L
δ
γ
α
Q
0,006

Перминов А.С.
Определения
γ - аустенит - твердый раствор углерода в γ-железе с ГЦК-решеткой. Предельная растворимость углерода в γ-железе - 2,06 %.
α - феррит - твердый раствор углерода и других примесей в α-железе с ОЦК-решеткой. Различают низкотемпературный α-феррит с растворимостью углерода до 0,025 % и высокотемпературный δ-феррит с предельной растворимостью углерода 0,1 %.

T, oC
20 oC
1539 oC
A
%С, масс
0
Fe
100
C (Гр)
6,67
Fe3C
N
1401 oC
G
910 oC
M
770 oC
H
0,1
B
0,51
J
0,16
1493 oC
E
2,06
C
4,3
F
1147 oC
E’
2,03
C’
4,25
F’
1153 oC
S
0,8
P
0,025
K
727 oC
K’
738 oC
S’
0,69
P’≈P
D
D’
L
δ
γ
α
Q
0,006
δ+L
γ+L
α+γ
δ+γ
L+Fe3C
(L+Гр)
γ+Fe3C
(γ+Гр)
α+Fe3C
(α+Гр)

T, oC
20 oC
1539 oC
A
%С, масс
0
Fe
100
C (Гр)
6,67
Fe3C
N
1401 oC
G
910 oC
M
770 oC
H
0,1
B
0,51
J
0,16
1493 oC
E
2,06
C
4,3
F
1147 oC
E’
2,03
C’
4,25
F’
1153 oC
S
0,8
P
0,025
K
727 oC
K’
738 oC
S’
0,69
P’≈P
D
D’
L
δ
γ
α
Q
0,006
δ+L
γ+L
α+γ
δ+γ
L+Fe3C
(L+Гр)
γ+Fe3C
(γ+Гр)
α+Fe3C
(α+Гр)

T, oC
20 oC
1539 oC
A
%С, масс
0
Fe
100
C (Гр)
6,67
Fe3C
N
1401 oC
G
910 oC
M
770 oC
H
0,1
B
0,51
J
0,16
1493 oC
E
2,06
C
4,3
F
1147 oC
E’
2,03
C’
4,25
F’
1153 oC
S
0,8
P
0,025
K
727 oC
K’
738 oC
S’
0,69
P’≈P
D
D’
L
δ
γ
α
Q
0,006
δ+L
γ+L
α+γ
δ+γ
L+Fe3C
(L+Гр)
γ+Fe3C
(γ+Гр)
α+Fe3C
(α+Гр)
O
0,5
210 oC

Перминов А.С.
Фуллерен – 60 атомов
Обнаружены фуллерены, содержащие 28, 32, 50, 60, 70, 76, 84, 120, 158, 256 атомов

Перминов А.С.
Карбин и лонсдейлит
Карбин - Углеродный полимер с линейной структурой. Может содержать до 2000 атомов. Длина нитей – 50-250 нм. Плотность – 1900-3200 кг/м3
Лонсдейлит – сравнительно недавно обнаруженная форма углерода. В природе обнаружен в метеоритах. Получен искусственно.

Перминов А.С.
Кристаллическая решетка алмаза

Перминов А.С.
Графен — двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом, соединенных посредством sp² связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку.

Часть 2. Формирование структуры в метастабильных сплавах системы железо- цементит.
Техническое железо и углеродистые стали

Перминов А.С.
Техническое железо
Однофазное техническое железо – сплав с содержанием углерода от 0 до 0,006 %С по массе (например, I на схеме).

Перминов А.С.
Техническое железо
Двуфазное техническое железо – сплав с содержанием углерода от 0,006 до 0,025 %С по массе (например, II на схеме).

Перминов А.С.
Углеродистые стали
– cплавы системы Fe-Fe3C с содержанием углерода от 0,025 до 2,06 % С (масс.)

Перминов А.С.
Эвтектоидная сталь
содержит 0,8 %С, масс.;
микроструктура – перлит;
перлит – пластинчатый эвтектоид, состоящий из чередующихся пластин цементита и феррита

Перминов А.С.
Доэвтектоидные стали
сплавы с содержанием углерода от 0.025 до 0,8 %С по массе;
фазовые составляющие - α и Fe3C;
структурные составляющие – феррит избыточный и перлит (на фото сверху сталь 20 и сталь У6)