Семинар Диаграмма Fe-C

Семинар Диаграмма Fe-C Схематически изобразить диаграмму Расставить и описать фазы диаграммы Описать превращения на диаграмме

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

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

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 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 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

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

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

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.

Кристаллическая решетка алмаза

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

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

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

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

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

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

Заэвтектоидные стали сплавы с содержанием углерода от 0.8 до 2,06 %С по массе; фазовые составляющие - и Fe3C; структурные составляющие – цементит вторичный и перлит (на фото сталь У10 - сверху после травления 3% раствором азотной кислоты в спирте, снизу - пикратом натрия )