К сплавам железо — углерод относятся сталь и чугун, которые по масштабу и многоообразию своего применения имеют наиболее существенное значение для современной техники.
Первые исследования диаграммы состояния железо — углерод принадлежат Д. К. Чернову. Современный вид диаграммы состояния железо—углерод приведен на фиг. 1.
Превращения, описываемые диаграммой состояния Fe — С, соответствуют охлаждению (нагреву) в условиях равновесия. В реальных условиях, как правило, имеет место переохлаждение (перенагрев) аустенита.
Общая характеристика структуры сплавов железо — углерод. В табл.1 и 2 дана общая характеристика простых (однофазных) и сложных (многофазных) структур, наблюдаемых в сплавах железо — углерод, и условия их образования.
Основы теории термической обработки стали Превращения при нагреве. В условиях медленного равновесного нагрева представление о процессах, имеющих место в стали при нагреве выше температур фазовых превращений, дает диаграмма состояния.
В реальных условиях нагрева превращения протекают при более высоких температурах, чем это отмечено по диаграмме Fe — С. Чем выше температура превращения перлита в аустеннт, тем быстрее оно протекает (фнг. 4).
При непрерывном нагреве (линии 1 ц 2) превращение протекает не при постоянной температуре, а в некотором интервале температур (точки пересечения линий 1 и 2 с кривыми начала и конца превращения). Чем больше скорость нагрева, тем выше температура превращения и тем быстрее оно протекает.
Для характеристики поведения стали при нагреве в отношении изменения размера зерна принято различать три вида зерна аустенита.
Начальное зерно аустенита — размер аустенитного зерна в момент окончания превращения перлита в аустенит. Чем выше температура превращения перлита в аустенит, тем мельче начальное зерно аустенита.
Природное (наследственное) зерно аустенита — показывающее склонность зерна аустенита к росту. Различают: 1) наследственно мелкозернистую сталь, у которой заметный рост зерна имеет место лишь при сильном перегреве и 2) наследственно крупнозернистую сталь, у которой быстрый рост зерна аустенита наблюдается сразу при повышении температуры выше A. Природное зерно определяется условиями раскисления стали.