Чугун
Технически сплави на желязо (Fe) с въглерод (C) - стомана (до 2,06 % С) и чугун (практически до около 4 % С). Съдържат и естествените спътници на Fe, понякога също легиращи елементи и модификатори. С се разтваря в кристалната решетка на Fe и образува твърди разтвори - ферит (С в α-желязо), аустенит (C в γ-желязо), високотемпературен ферит (C в δ-желязо), или химичното съединение Fe3C (цементит), което при определени условия (скорост на охлаждане, химичен състав) се разпада и се отделя свободен С - графит. Други структурни съставки на желязо-въглеродните сплави са перлитът и ледебуритът. За определяне на свойствата и структурното състояние на желязо-въглеродните сплави се използва обикновено равновесната диаграма на двукомпонентната система Fe-C (желязо-въглеродна диаграма). Структурата зависи от химичния състав, условията на охлаждане, пластичната деформация, термичната, термомеханичната, химикотермичната обработка и др.
--------------------------------------------------------------------------
Време-температурната крива на желязото при нагряване кратки сведения за неговите полиморфни превръщания.
--------------------------------------------------------------------------
Фазов анализ на диаграмата.
--------------------------------------------------------------------------
Структурен анализ на диаграмата.
--------------------------------------------------------------------------
Време-температурни криви
подевтектичен чугун (4), евтектичен чугун (5) и надевтектичен чугун (6) .
--------------------------------------------------------------------------
Структури на сиви чугуни
Структурни елементи на желязо-въглеродните сплави.
Различаваме следните елементи на структурата (структурни съставки) на желязо-въглеродните сплави:
Ферит. Феритът представлява твърд разтвор от въглерод в α-желязо, който съдържа и други метални примеси. Притежава пространствено-центрирана кубична кристална решетка и е мек и пластичен. Максимално α-желязото може да разтваря 0,003% въглерод при 723°C.
Циментит. Циментитът (железният карбид) представлява химическо съединение на желязото с 6,67% въглерод. Отличава се с много голяма твърдост и крехкост. В зависимост от начина по който е получен в структурата на желязо-въглеродните сплави, различаваме, първичен, вторичен и третичен циментит. Първичният се получава при кристализацията напрово от стопилката, а вторичният и третичният – чрез отделяне в твърдо състояние от аустенита. Циментита се стопява при 1550°C.
Аустенит. Аустенитът представлява твърд разтвор от въглерод в γ-желязо. Освен въглерод, той може да съдържа и други елементи. Максималното съдуржание на въглерод в аустенита е 1,7% при 1130°C. Аустенитът при особени примеси е стабилен само при високи температури. При ниски температури се разпада в перлит.
Перлит. Перлитът представлява кристална смес от ферит и циментит. Получава се при евтектоидното разпадане на аустенита при постоянна температура 723°C. Чист перлит се получава при желязо въглеродна сплав (стомана) със 0,83% въглерод. В зависимост от скоростта на охлаждане перлитът може да бъде зърнест или пластинчат. Зърнестият се получава при по-бавно, а пластинчатият при по-бързо охлаждане на сплавта.Тъй като в перлита количеството на ферита е значително по-голямо от това на циментита, като структурна съставка той е мек и пластичен.
Лебедурит. Лебедуритът представлява кристална смес на аустенит със 1,7% въглерод и циментит. Получава се при евтектичното втвърдяване на сплав (чугун) с 4,29% въглерод.
Графит. Като структурна съставка графитът се явява в желязо-въглеродните сплави, когато въглеродът не се свързва с желязото под формата на железен карбид. Обикновено се разполага във вид на гнезда в металната маса. Понижава значително механичните свойства на метала.
