Железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода более 2,14 % и имеющие в своей структуре цементит называются белыми чугунами.

Рассмотрим превращение в чугунах (рис. 5.4).

Ф

Fe  0,8 2,14       4,3             6,69 C,%

Рис. 5.4. Часть диаграммы состояния «Fe – Fe₃C» для высокоуглеродистых сплавов (чугунов)

Сплав II с содержанием углерода 4,3%, называемый эвтектическим чугуном, кристаллизуется по эвтектоидной реакции с одновременным вы- делением двух фаз: аустенита состава точки Е и цементита. Образующая- ся смесь называется ледебуритом.

При дальнейшем охлаждении концентрация углерода в аустените из- меняется по линии ES вследствие выделения вторичного цементита и к температуре эвтектоидного превращения принимает значение 0,8 % С. При температуре линии PSK (727 °С) аустенит в ледебурите претерпевает эвтектоидное превращение в перлит. Конечная структура эвтектического чугуна представляет собой ледебуритную смесь из перлита и цементита.

Сплав I с содержанием углерода 2,14–4,3% называется доэвтектиче- ским чугуном. Кристаллизация начинается с выделения аустенита из жид- кого раствора. Этот процесс идет в интервале температур точек 1 – 2. При температуре точки 2 образуется эвтектика (ледебурит). При дальнейшем охлаждении из аустенита, структурно свободного и входящего в ледебу- рит, выделяется вторичный цементит. Обедненный вследствие этого ау- стенит при 727 ºС (линия PSK) превращается в перлит. Конечная структу- ра доэвтектического чугуна состоит из перлита, цементита и ледебурита.

Сплав III с содержанием углерода более 4,3% называется заэвтекти- ческим чугуном. Кристаллизация начинается с выделения из жидкого рас- твора цементита первичного. Этот процесс идет в интервале температур точек 5 – 6. Кристаллизация закачивается при температуре точки 6 (линия ECF) эвтектическим превращением с образованием перлита. При даль- нейшем охлаждении превращения в твердом состоянии такие же, как в сплаве I. Конечная структура заэвтектического чугуна состоит из цементи- та и ледебурита.

ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ

В машиностроительном производстве железоуглеродистые сплавы подразделяются на стали (содержание углерода от 0,02 до 2,14 %) и чугу- ны (содержание углерода от 2,14 до 6,67 %). Стали подразделяются на до- эвтектоидные (содержание углерода от 0,02 до 0,8 %, структура Ф+П), эв- тектоидные (содержание углерода 0,8 %, структура П), заэвтектоидные (содержание углерода от 0,8 до 2,14%, структура П+Ц_II). Чугуны подраз- деляются на доэвтектические (содержание углерода от 2,14 до 4,3 %, структура П+Л+Ц_II), эвтектические (содержание углерода 4,3 %, структура Л), заэвтектические (содержание углерода от 4,3 до 6,67 %, структура Л+Ц_I).

В практике термической обработки сталей используются линии диа- граммы РSК, SE, GS. Французский ученый Османд для удобства предло- жил обозначать их следующим образом: линию РSК – А₁, линию GS – А₃, линию SE – А_сm.

Так как при нагреве и охлаждении в процессе термической обработки положение этих линий не совпадает, то к предложенным обозначениям добавляются буквы:

– с – при нагреве (Ас₁, Ас₃, Ас_сm);

– r – при охлаждении (Аr₁, Аr₃,Аr_сm).

Для каждой стали эти значения можно найти в марочниках стали.