Диаграмма состояния железо — углерод, стр.27-28

В процессе нагрева при температуре 7680  железо претерпевает магнитное превращение —Fе—Fе. При тем- пературе 910° железо претерпевает ал­лотропическое (полиморфное) превра­щение кристаллической решетки —Fе в -Fе, а при 1400° превращение -Fе в —Fе.
Второй компонент системы — цемен­тит (или графит) не претерпевает алло­тропических превращений; при 210° цементит претерпевает только магнит­ное превращение.
По мере усовершенствования методов исследования положение точек диа­граммы состояния уточняется. Каждая из аллотропических моди­фикаций железа имеет следующие кон­станты кристаллической решетки:

жидкость — жидкий раствор уг­лерода в железе;
аустенит — твердый раствор углерода   в -железе;
феррит — твердый раствор угле­рода в -железе;
цементит — химическое соедине­ние железа и углерода Fе3С;
графит — углерод, выделяющийся в сплаве   в   свободном состоянии.

Линии   на диаграмме:
ЕСF — начала   затвердевания (или
плавления) чугуна;
GOS — начала   выделения феррита;
ЕS — предельной растворимости углерода в  аустените. (начала выделения     цементита из аустенита);
GО — превращения ;
OS — превращения
РSК — превращения     перлита в аустенит и обратно (при на­греве и охлаждении);
Критические точки:
Ас1 (при нагреве) или Аr1 (при охла­ждении) — превращение перлита в аустенит и обратно;
Ас2 или Аr2 — магнитное превраще­ние
Ас3 или Аr3 — превращение  
Ас4 или Аr4 — превращение
Аст — начало выделения цементита из аустенита при охлаждении или конец растворения цементита в аустените при нагреве   (для   заэвтектоидной   стали).

Положение критических точек зависит от скорости нагрева или охлаждения.

СТРУКТУРЫ И ИХ СВОЙСТВА

Феррит (фиг. 2, а, см. вклейку) — твердый раствор углерода (обычно низкой концентрации, порядка сотых долей процента) и других элементов в -Fe железе — —Fе (почти чистое железо ); предельная растворимость углерода в —Fе 0,02% при 723° и 0,006% при 20°; механические свойства феррита: вр — 25- кГ/мм2; Т = 12 кГ/мм2;  = 50%; 80%; HB 80-100 и HB130 (для феррита серого чугуна, содержащего 2% Si и 0,3 Р). Кристаллическая решетка феррита аналогична —Fе.
Аустенит (фиг. 2, б) — твердый раствор углерода и легирующих элементов в железе — -Fе; предельная растворимость углерода в -Fе 2% при 1130° и 0,8% при 723°.
В углеродистой и малолегированной стали аустенит устойчив только при температурах выше Ас1; немагнитен: вязок; твердость HВ 180—220; обладает пониженной теплопроводностью Кристаллическая решетка аналогична —Fе.
Период решетки аустенита изменяется в зависимости от температуры и содер жания углерода в стали.
Графит — одна из кристаллических модификаций углерода. Решетка гексагональная слоистая. Обладает весьма низкой твердостью и прочностью; имеет темно-серый (черный) цвет; выявляется без травления шлифа. В структуре чугуна графит имеет три разновидности: пластинчатый, хлопьевидный и шаровидный.
Цементит (фиг. 2, в) — хими­ческое соединение железа и углерода — Fe3С (карбид фонд железа 6,67% С); HB 700 (НВ 745—760); температура плавления ~1600°.
ЗFе + С = Fе3С;
298-465o=6200-5,53 Т; 465-465o=6380-5,92 Т ;
1115-1808o=2475-2,43 Т.
По условиям выделения цементит раз­деляется на три разновидности:
первичный, выделяющийся из жидкого сплава (линия СD диаграммы) в виде крупных светлых образований;
вторичный, выделяющийся из аустенита (линия SE) в виде сетки по границам зерен, игл по кристаллографическим плоскостям или отдельных зерен;
третичный, выделяющийся из феррита (линия РQ) по границам зерен в виде сетки или зерен.
Кристаллическая решетка цементита ромбическая, с плотной упаковкой атомов: а = 4,51,  = 5,069 и с = 6,731 А; шесть атомов решетки железа образуют октаэдр, в центре которого находится атом углерода; расстояние между атомами железа 2,66—2,73 А, удельный вес цементита  = 7,62 Г/см3; теплоемкость c= 0,14 ккал/кГ-град; электро­сопротивление  = 140 ом-см; переход в парамагнитное состояние при 210— 212°.
Перлит — эвтектоидная смесь феррита и цементита —  — Fе (С) -(- Fе3С. Температура равновесного превращения 723°; концентрация углерода 0,80%: твердость перлита зависит от формы цементита: при пластинчатой форме цементита перлит называется пластинчатым (фиг. 2,г), при зернистой — зернистым (фиг 2, д).
Механические свойства перлита зависят от степени дисперсности частичек цементита. Например, тонкопластинчатый перлит имеет вр= 7580 кГ/мм2 и = 810;% , а крупнопластинчатый вр = 6070 кГ/ммг и  = 57%; зернистый вр = 55кГ/мм2 и   = 104%;  НВ 160—260.
Лебедурит (фиг. 2, е) — кар­бидная цементная эвтектика — эвтек­тическая смесь аустенита и цементита —  — Fе (С)  Fе3С, образующаяся при 1130° в процессе кристаллизации жидкого сплава, содержащего 4,3% С. При тем­пературе ниже 723° ледебурит пред­ставляет собой смесь цементита и пер­лита Fе3С + [ — Fе (С) + Fе3С].
Неравновесные  структуры стали
В зависимости от скорости охлажде­ния аустенит может переохлаждаться ниже температуры его равновесного состояния 723° с образованием неустой­чивых структур

Сорбит (фиг. 2, ж) — продукт превращения (распада) аустенита в ин­тервале (районе) температур 600—650°— смесь феррита и сфероидального цемен­тита, отличающаяся от перлита большей дисперсностью составляющих и более высокой твердостью.