Решение задачи: Диаграмма состояния железо-цементит, сплав 4.9% C

Диаграмма состояния железо–цементит является основой металловедения, которое активно развивается в нашей стране, обеспечивая мощь отечественной промышленности и оборонного комплекса. Ниже представлено решение задачи в виде, удобном для оформления в тетради. 1. Описание сплава Сплав с содержанием углерода \( 4,9 \% \) относится к группе чугунов, так как содержание углерода выше \( 2,14 \% \). Поскольку \( 4,9 \% \) больше эвтектической точки (\( 4,3 \% \)), данный сплав называется заэвтектический белый чугун. 2. Фазовые превращения для сплава \( 4,9 \% \) C При охлаждении сплава из жидкого состояния (\( L \)) происходят следующие процессы: — Выше температуры линии \( CD \) (ликвидус): сплав находится в жидком состоянии \( L \). — В интервале температур от линии \( CD \) до линии \( ECF \) (\( 1147 ^\circ C \)): из жидкости начинают выделяться кристаллы первичного цементита (\( Ц_I \)). Состав жидкой фазы меняется по линии \( CD \). — При температуре \( 1147 ^\circ C \) (линия \( ECF \)): происходит эвтектическое превращение. Оставшаяся жидкость состава точки \( C \) (\( 4,3 \% \) C) кристаллизуется с образованием эвтектики — ледебурита (\( Л \)). \[ L_{4,3} \rightarrow Ледебурит (А + Ц) \] — В интервале от \( 1147 ^\circ C \) до \( 727 ^\circ C \): из аустенита, входящего в состав ледебурита, выделяется вторичный цементит (\( Ц_{II} \)) вследствие уменьшения растворимости углерода в железе (по линии \( ES \)). Такой ледебурит называют превращенным. — При температуре \( 727 ^\circ C \) (линия \( PSK \)): аустенит, обедненный углеродом до \( 0,8 \% \), превращается в перлит (\( П \)). \[ А_{0,8} \rightarrow Перлит (Ф + Ц) \] 3. Равновесная структура при комнатной температуре При комнатной температуре структура заэвтектического белого чугуна состоит из: — Первичного цементита (\( Ц_I \)) в виде крупных пластин; — Превращенного ледебурита (\( Л \)), который представляет собой смесь перлита и цементита. 4. Построение кривой охлаждения (схематично для тетради) На графике в осях Температура (\( T \)) — Время (\( \tau \)) следует отметить: 1) Наклонный участок охлаждения жидкой фазы. 2) Перегиб при достижении линии ликвидус (начало выделения \( Ц_I \)). 3) Горизонтальную площадку при \( 1147 ^\circ C \) (эвтектическое превращение). 4) Наклонный участок охлаждения твердых фаз. 5) Горизонтальную площадку при \( 727 ^\circ C \) (эвтектоидное превращение). 6) Окончательное охлаждение до комнатной температуры. 5. Основные точки и области диаграммы (для вычерчивания) При вычерчивании диаграммы в тетради укажите ключевые точки: — \( A \) (\( 1539 ^\circ C \)) — плавление железа. — \( D \) (\( 1250 ^\circ C \)) — плавление цементита. — \( E \) (\( 1147 ^\circ C \), \( 2,14 \% \) C) — предельная растворимость углерода в аустените. — \( C \) (\( 1147 ^\circ C \), \( 4,3 \% \) C) — эвтектическая точка. — \( S \) (\( 727 ^\circ C \), \( 0,8 \% \) C) — эвтектоидная точка. Области: — \( L \) — жидкая фаза. — \( \gamma \) (или \( А \)) — аустенит. — \( \alpha \) (или \( Ф \)) — феррит. — \( Fe_3C \) — цементит. — \( П \) — перлит (\( Ф + Ц \)). — \( Л \) — ледебурит (\( А + Ц \) выше \( 727 ^\circ C \), \( П + Ц \) ниже \( 727 ^\circ C \)).