Діаграма залізо-вуглець

- Залізо - метал сріблястого кольору. Температура плавлення - 1539 °С. Залізо має три поліморфні модифікації α, γ і δ Модифікація α існує при температурах нижче 911 °С. Кристалічна решітка α -железа - об'ємно центрований куб (ОЦК). Щільність α -железа 7,68 Мг/м3.

- Друга модифікація γ -железо (Fe γ) існує при температурі 911 - 1392 °С. Кристалічна решітка - гранецентрована кубічна (ГЦК).

- У інтервалі 1392 - 1539 °С існує δ -железо з кристалічною решіткою об'ємно центрованого куба (ОЦК).

- Вуглець - неметалічний елемент, щільність 2,5 Мг/м3, температура плавлення 3500 °С. У звичайних умовах вуглець знаходиться у вигляді модифікації графіту, але може існувати у вигляді алмазу.

- У системі залізо - вуглець розрізняють наступні фази:

- Ферит (Ф) - твердий розчин вуглецю і інших домішок в ОЦК-залозі. Гранична розчинність вуглецю в α -фериті 0,02% при температурі 727 оС і менше 0,01% при кімнатній температурі, розчинність в δ –ферите - 0,1 %. Під мікроскопом ферит виявляється у вигляді багатогранних зерен. Твердість і міцність фериту невисокі

- Аустеніт (А) - твердий розчин вуглецю і інших домішок в ?-железе. Гранична розчинність вуглецю в γ -железе - 2,14 % при температурі 1147 оС і 0,8 % при 727 оС. Атом вуглецю розташовується в центрі куба.

- Цементіт (Ц) - хімічна сполука заліза з вуглецем - карбід заліза Fe3c, що містить 6,67% С. Цементіт має складні ромбічні грати з щільною упаковкою атомів. Температура плавлення цементіта точно не визначена (біля I260°С). До характерних особливостей цементіта відносяться висока твердість (НВ - 8000 МПа) і дуже мала пластичність (δ близько 0%).

Перлит — це механічна суміш, що складається з двох фаз— фериту і цементіта. Утворюється перлит при температурі нижче 727 °С в результаті розкладання аустеніту на ферит і цементіт. Вміст вуглецю в нім дорівнює 0,8 %.

Ледебурит — це евтектика, що складається з аустеніта і цементіта, утворюється при концентрації вуглецю 4,3 % у діапазоні температур 1147 °С—727 °С. При температурах нижче 727 °С аустеніт перетворюється на перліт, і ледебурит складається з суміші перлиту і цементіта.