Чавун і сталь відмінності
Кристалізація стали при змісті вуглецю менше 2,1%
Кристалізація стали при змісті вуглецю більш 2,1%
Графіт в чавунах
Графіт є кристалічною формою чистого вуглецю, який дуже м'який і легко руйнується. Його присутність в залозі зазвичай веде до різкого зниження в'язкості в сірих чавунах, але не в чавунах з кулястим графітом.
Діаграма на малюнку 1 не є, строго кажучи, рівноважної діаграмою і більш того, її правильно називати діаграмою залізо-цементит, так вона пророкує, що при великому вмісті вуглецю в аустеніт утворюється саме цементит. Існує ще одна фазову діаграму - діаграма залізо-графіт, яка по-справжньому є рівноважною.
Фазова діаграма залізо-графіт-цементит
Малюнок 2 показує накладення двох цих діаграм. Пунктирними лініями представлена діаграма залізо-графіт. Зауважимо, що якщо евтектика залізо-цементит відбувається при температурі тисяча сто сорок вісім ºС, то евтектика залізо-графіт - при 1154 ºС, тобто на 6 градусів вище. Це означає, що: 1) в інтервалі температур від 1149 до 1154 ºС з рідкого розчину вуглецю в залізо можливе утворення графіту і 2) графіт є більш стійкою фазою. Тому в залізовуглецевих сплавах цементит Fe3 C є метастабільною фазою.
Малюнок 2 - Комбінована фазову діаграму
залізо-графіт і залізо-цементит
При охолодженні чистого високовуглецевого аустеніту графитная фаза може утворюватися при більш високій температурі (лінія Аgr), ніж цементітная фаза (лінія Аcm). У сталях освіту графіту буває рідко - першому завжди формується метастабільний цементит, особливо при наявності в стали карбідообразущіх елементів, таких як хром. Рух атомів для освіти графіту - з рідини або з аустеніту більш складно, ніж для утворення метастабільного цементиту. Тому метастабільний цементит утворюється першим і є стійким для більшості промислових виробів.
Графитизация стали і графіт в чавуні
Графіт має можливість утворюватися і в сталях - в цьому випадку сталь називають графітізірованной. Графитизация в стали іноді трапляється, якщо її тримають при високих температурах місяці і роки. Так, наприклад, відбувається на сталевих паропроводах. В цілому освіту графіту в сталях не має практичного значення, але є дуже важливим для термічної обробки чавунів.