Bточке С при температуре 1147°С и концентрации углерода в жидком растворе 4,3 % образуется эвтектика, которая называется ледебуритом. Заэвтектический чугун при температурах ниже 727ºС состоит из ледебурита превращенного и цементита первичного. Они связаны с переходом при охлаждении γ-железа в α-железо и распадом аустенита. Процесс кристаллиза­ции сплавов с содержанием углерода до 0,1 % заканчи­вается по линии АН с образованием α (δ)-твердого раст­вора.

На линии HJBпротекает перитектическое превращение, в результатекоторогообразуетсятвердый раствор углерода в γ-железе, т. е. аустенит. Эвтектическое превращение с образованием ледебурита можно записать формулойЖР4,3Л.Процесс первичной кристаллизации чугунов заканчивается по линии ECFобразованием ледебурита.

Линия GS соответствует температурам начала превращения аустенита в феррит. Перлит получается в результатеодновременного выпадения из аустенита частиц феррита и цементита. Следовательно, деформирование железа при температуре 500 °C является горячей деформацией. Процесс первичной кристаллизации сталей заканчивается по линии AHJE. При температурах, соответствующих линии ВС, из жидкого раствора кристаллизуется аустенит.

Превращения, происходящие в твердом состоянии, называются вторичной кристаллизацией. Ниже линии GS сплавы состоят из феррита и аустенита. Процесс превращения аустенита в перлит можно записать формулой А0,8П. Таким образом, после окончательного охлаждения структура доэвтектических чугунов состоит из перлита, цементита вторичного и ледебурита превращенного (перлит+цементит). Структура стали 40 при температуре нагрева под закалку – аустенит, после охлаждения со скоростью выше критической – мартенсит.

В зависимости от соотношения температуры деформации и температуры рекристаллизации различают холодную и горячую деформации. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривые режимов обычной закалки, ступенчатой и изотермической. Оптимальный способ закалки выбирают в зависимо­сти от состава стали, формы и размеров детали.

Сплав железа с углеродом, содержащий 1,0%С, называется заэвтектоидной сталью. Его структура при комнатной температуре – Цементит (вторичный) + Перлит.

Нагретую до определен­ной температуры деталь по­гружают в закалочную сре­ду, где она остается до пол­ного охлаждения. Детали из углеродистых сталей диаметром более 5 мм охлаждают в воде, а менее – в масле. Легированные стали охлаждают в масле. Такой способ наиболее распространен вследствие его простоты и дешевизны. Для обычной закалки характерно большое различие в скоростях охлаждения поверхности и сердцевины детали, которое является основной причиной образования термических напряжений и закалочных трещин.

Затем следует окончательное охлаждение на воз­духе, во время которого происходит превращение аусте­нита в мартенсит. Правку изделий, склонных к коробле­нию, осуществляют в период охлаждения на воздухе. Изделие большого сечения охлаждается в горячей среде медленно, и аустенит успева­ет претерпеть эвтектоидный распад.

Так, напри­мер, ступенчатой закалкой широко пользуются при обработке инструментов и деталей машин из хромистой ста­ли. Изотермическая закалка выполняется так же, как и ступенчатая, но выдержка в закалочной среде более продолжительна.

Ф – число фаз, находящихся в равновесии. Величина зерна зависит от: – степени переохлаждения; – температура нагрева и разливки жидкого металла; – химический состав и присутствие посторонних примесей. Часто источником образования зародышей являются всевозможные твердые частицы, которые всегда присутствуют в расплаве. Холодной деформацией называют такую, которую проводят при температуре ниже температуры рекристаллизации.

В сплавах, содержащих от 4,3 % до 6,67 % углерода, при темпера­турах, соответствующих линии CD, начинают выделяться кристаллы цементита первичного. Цементит, кристал­лизующийся из жидкой фазы, называется первичным. Линия ЕS показывает температуры начала выделения цементита из аустенита вследствие уменьшения растворимости углерода в аустените с понижением температуры.