Вариант 1. Определить по диаграмме железо-цементит, какие превращения совершаются в заэвтектоидной стали марки У10 и доэвтектическом чугуне при медленном .

Сталь марки У10 содержит 0,95 – 1,04 % С. Кристаллизация сплава начнется при температуре примерно 1480 ºС (точка 1), когда из расплава начнет выделяться аустенит – твердый раствор углерода в γ – железе. В процессе кристаллизации концентрация жидкости изменяется по линии ВС (линии ликвидус) концентрация аустенита по линии JE (линия солидус). Процесс кристаллизации заканчивается в точке 2, образуется однородный твердый раствор γ. Превращение аустенита начнется в точке 3, когда из аустенита выделится цементит. При выделении цементита аустенит обедняется углеродом в соответствии с линией ES, показывающей предельное насыщение аустенита углеродом. В точке 4 начинается образование перлита, которое происходит при постоянной температуре по эвтектоидной реакции . Продуктом этого превращения является эвтектоидная смесь феррита и цементита – перлит. В результате получается структура, состоящая из цементита, выделяющегося по границам зерен в виде сетки, и перлита. Доэвтектический чугун содержит углерода более 2,14 %, но менее 4,3 %. Начало кристаллизации такого чугуна определяется точкой 1`, лежащей на линии ликвидус. При последующем охлаждении происходит выделение кристаллов аустенита переменного состава, концентрация которых определяется линией солидус. В точке 2` при температуре 1147 ºС кристаллизуется эвтектика по эвтектической реакции . В результате этой реакции образуется эвтектическая смесь аустенита и цементита, которая называется ледебуритом. Кристаллизацией эвтектики заканчивается первичная кристаллизация этого чугуна. После окончания первичной кристаллизации структура чугуна состоит из ледебуритной эвтектики и первичных кристаллов аустенита. И первичный аустенит, и аустенит, входящий в эвтектику, содержат максимальное количество углерода (2,14 %). При более низких температурах такое количество углерода не может содержаться в растворе, и при охлаждении от 1147 ºС до 727 ºС углерод выделяется из аустенита в виде вторичного цементита. Аустенит изменяет свою концентрацию от 2,14 до 0,8 %С. В точке 3` происходит перлитное превращение . Структура такого доэвтектического чугуна состоит из перлита, ледебурита и вторичного цементита. Чугун (кроме белого) отличается от стали наличием в структуре графитовых включений различной формы. Графит по сравнению со сталью обладает низкими механическими свойствами. Графитные включения можно считать в первом приближении просто пустотами, трещинами.

-

-