Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Стабильная и метастабильная диаграммы — это две взаимосвязанные диаграммы состояния системы железо–углерод, описывающие фазовые превращения с образованием графита (Fe–C, стабильная) или цементита Fe3C (Fe–Fe3C, метастабильная). Обе диаграммы традиционно изображают совмещёнными: сплошными линиями — метастабильную, штриховыми — стабильную.
Система железо–углерод обладает уникальной особенностью: углерод в железе может присутствовать в двух формах — как химическое соединение цементит (Fe3C) или как свободный графит. Поэтому для описания фазовых равновесий применяют две диаграммы.
Метастабильная диаграмма Fe–Fe3C описывает равновесие железа с цементитом и охватывает превращения в сталях и белых чугунах. Стабильная диаграмма Fe–C описывает равновесие железа с графитом и реализуется в серых, ковких и высокопрочных чугунах при медленном охлаждении и наличии графитизирующих элементов.
Термин «метастабильная» означает, что цементит термодинамически менее устойчив, чем графит: при достаточно высокой температуре и времени выдержки Fe3C распадается по реакции Fe3C → 3Fe + Cграф. Этот процесс называют графитизацией.
Двойная диаграмма строится в координатах «температура — массовая доля углерода» в диапазоне 0–6,67 % C (6,67 % — содержание углерода в чистом цементите). Критические точки стабильной системы обозначают с штрихом: S', E', C', K'.
При охлаждении сплавов с содержанием 2,14–6,67 % C при температуре 1147 °C протекает эвтектическое превращение с образованием ледебурита — механической смеси аустенита и цементита. При 727 °C происходит эвтектоидное превращение: аустенит распадается на феррит и цементит, образуя перлит.
В сплавах с кремнием и при медленном охлаждении при 1153 °C формируется эвтектика «аустенит + графит», а при 738 °C — эвтектоид «феррит + графит». Так получают серые чугуны с пластинчатым графитом и ковкие чугуны.
Стабильная и метастабильная диаграммы железо-углерод — рабочий инструмент инженера-металлурга. По ним назначают температуры нагрева под закалку, нормализацию и отжиг, прогнозируют структуру отливок и выбирают режимы термообработки.
Метастабильная диаграмма Fe–Fe3C используется при расчёте режимов термической обработки сталей всех классов, при производстве белых износостойких чугунов и при анализе структуры быстроохлаждённых отливок.
Стабильная диаграмма Fe–C применяется при производстве серых чугунов с пластинчатым графитом, ковких чугунов (отжиг белого чугуна) и высокопрочных чугунов с шаровидным графитом. Графитизация чугуна управляется содержанием кремния (1,5–3,5 %) и скоростью охлаждения.
Какая диаграмма реализуется на практике, зависит от химического состава и условий охлаждения сплава.
Стабильная и метастабильная диаграммы железо-углерод дают полное описание фазовых равновесий в важнейшей промышленной системе. Метастабильная Fe-Fe3C служит основой металловедения сталей и белых чугунов, стабильная Fe-C — фундаментом для технологии серых и высокопрочных чугунов. Знание координат критических точек обеих систем позволяет инженеру осознанно проектировать режимы плавки, литья и термообработки.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.