Вид структур

По виду структур, образующихся при первичной кристаллизации, все железоуглеродистые сплавы, представленные на диаграмме, можно разбить на три группы. К группе I относятся все сплавы, содержащие не более 2% углерода, т. е. стали. В процессе их кристаллизации из жидкого сплава будут образовываться кристаллы твердого раствора углерода в у-железе, т. е. аустенит. Таким образом, все сплавы этой группы по окончании процесса затвердевания будут состоять из кристаллов аустенита. К сплавам группы II относятся белые чугуны, содержащие от 2 до 4,3% углерода.

Эти сплавы могут образовывать эвтектику. Из предыдущего известно, что у таких сплавов в начале кристаллизации выделяется тот компонент, который находится в избытке к эвтектическому составу. У рассматриваемых чугунов в избытке к эвтектике будет железо. Следовательно, так же как и у стали, из жидкого сплава будут выделяться кристаллы аустенита. Разница состоит в том, что при температуре 1130° (в конце процесса кристаллизации чугуна) будет образовываться эвтектика - ледебурит. Таким образом, по окончании процесса кристаллизации структура сплавов группы II будет состоять из аустенита и ледебурита. Процесс кристаллизации сплавов группы III будет носить несколько иной характер. Так как все сплавы этой группы содержат более 4,3% углерода, то в избытке к эвтектическому составу будет углерод.

Следовательно, процесс затвердевания сплавов группы III качнется с выделения в виде кристаллов цементита избыточного углерода. Когда в жидком сплаве останется 4,3% углерода, то затвердевание закончится образованием эвтектики - ледебурита. Все сплавы группы III по окончании процесса кристаллизации будут иметь структуру цементита и ледебурита. Если сплав содержит 4,3% углерода, т. е. имеет эвтектический состав, то его кристаллизация будет протекать при постоянной температуре. Структура такого сплава после затвердевания будет состоять из ледебурита, т. е. из механической смеси аустенита и цементита. Таким образом, в результате первичной кристаллизации сталь получает структуру аустенита, которая отличается хорошей пластичностью и вязкостью, поэтому сталь сравнительно легко подвергается обработке давлением при высоких температурах. Все белые чугуны имеют в составе своей структуры в том или ином количестве хрупкий и твердый ледебурит.