Структурные компоненты сплавов железа с углеродом
Structure components of alloys of iron with carbon
Основными структурными компонентами сплавов железа с углеродом является цементит, феррит, аустенит, перлит, ледебурит.
Цементит - это карбид железа Fe3C. В нем содержится 6,67% углерода (по массе). Имеет сложную ромбическую кристаллическую решетку. Характеризуется очень высокой твердостью (НВ 800), крайне низкой пластичностью и хрупкостью.
Ферритом называется твердый раствор углерода в а-железе. При комнатной температуре в феррите содержится не более 0,006% углерода. Благодаря столь малому содержанию углерода свойства феррита совпадают со свойствами железа (низкая твердость и высокая пластичность). Твердый раствор углерода в 5-железе, существующий при температуре 1392... 1539° С, также называют ферритом или высокотемпературным ферритом (5- ферритом). Он характеризуется максимальной растворимостью углерода 0,1% при температуре 1499°С.
Аустенит - это твердый раствор углерода в у-железе. Максимальное содержание углерода в аустените составляет 2,14% (при температуре 1147°С). Аустенит характеризуется высокой пластичностью и низкими прочностью и твердостью (НВ 220).
Перлит - это эвтектоидная смесь феррита с цементитом. Содержит 0,8% углерода, образуется из аустенита при температуре 727°С. Перлит имеет пластинчатое строение, он состоит из чередующихся пластинок феррита и цементита. Возможно и зернистое строение перлита, когда он состоит из зерен цементита, окруженных ферритом. Зернистый перлит значительно пластичнее пластинчатого, имеет меньшую твердость.
Ледебурит представляет собой эвтектическую смесь аустенита с цементитом. Содержит 4,3% углерода, образуется из жидкого сплава при температуре 1147°С. При температуре 727°С аустенит, входящий в состав ледебурита, превращается в перлит, а ниже этой температуры представляет собой эвтектоидную смесь перлита с цементитом. Ледебурит обладает высокой твердостью (НВ 600...700) и хрупкостью.
The main structure components iron alloys with carbon are cementite, ferrite, austenite, perlite and ledeburite.
Cementite is the iron carbide Fe3C. It contains 6.67% of carbon (by mass). It has a complex rhombic crystal lattice and is characterized by very high hardness (HB 800), extremely low plasticity and brittleness.
Ferrite is a solid solution of carbon in а-iron. At room temperature, ferrite does not contain more than 0.006% of carbon. Thanks to such low carbon content, ferrite properties coincide with the properties of iron (low hardness and high plasticity). Solid solution of carbon in 5-iron that exists at temperature of 1392... 1539°C, is also called ferrite or high-temperature ferrite (5-ferrite). It is characterized by the maximum solubility of carbon 0.1% at 1499°C.
Austenite is a solid solution of carbon in у-iron. The maximum concentration of carbon in austenite is 2.14% (1147°C). Austenite is characterized by high ductility and low strength and hardness (HB 220).
Perlite is a eutectoid mixture of ferrite with cementite. It contains 0.8% of carbon and it is formed from austenite at 727°C. Perlite has plate structure; it consists from alternating plates of ferrite and cementite. Grainy structure of perlite is possible when it consists of grains of cementite, surrounded by ferrite. Grain perlite is significantly more plastic than the plate and it has lower hardness.
Ledeburite is a eutectoid mixture of austenite with cementite. It contains 4.3% of carbon and it is formed out of liquid alloy at temperature of 1147°C. At temperature of 727°C, austenite, included in the composition of ledeburite, passes into perlite, and below this temperature it is a eutectoid mixture of perlite with cementite. Ledeburite has high hardness (HB 600...700) and fragility.
