В строительстве и машиностроении наибольшее распространение
получили сплавы железа с углеродом. Если в сплаве углерода до 2%, то его
называют сталью, если более 2% – чугуном.
Железо – металл серебристого цвета, обладающий высокой
пластичностью. Чистое железо содержит не более 0,01% примесей и является
достаточно дорогим металлом. Его механические свойства:
Нв = 60 – 80 кгс/мм2; σв = 25кн/см2; δ = 50%.
Углерод – неметаллический элемент, имеющий три аллотропические
модификации: уголь, графит, алмаз – резко отличающиеся друг от друга
свойствами.
В системе железо – углерод различают следующие фазы:
- феррит (Ф) – твердый раствор внедрения углерода в Feα. Максимальная растворимость в нем углерода 0,01% при 20°С. Механические свойства: Нв = 70 – 80кгс/мм2; σв = 25кн/см2; δ = 45%;
- аустенит (А) – твердый раствор внедрения углерода в Feγ. Максимальная растворимость в нем углерода 2%;
- цементит (Ц) – химическое соединение железа с углеродом Fe3С. Содержит 6,67% углерода, обладает высокой твердостью (Нв = 800кгс/мм2) и хрупкостью;
- перлит (П) – механическая смесь феррита и цементита. Содержит 0,8% углерода. Механические свойства: Нв = 160 – 260 кгс/мм2; σв = 80 кн/см2; δ = 15%. Фазовый состав железоуглеродистых сплавов одинаков: они состоят из феррита и цементита, причем с увеличением содержания углерода увеличивается количество цементита и уменьшается количество феррита (рис.12)
