1.Основна частина.

1.1 Аналіз положення на діаграмі фазових станів сплаву заданої хімічної сполуки.

На рис. 1 приведена стальна частина діаграми ФП сплавів Fe-C. Режими То вказаних сплавів здійснюються в температурних інтервалах, які лежать нижче лінії HIE.

У області GNIES рівноважною фазою буде аустеніт (γ^гцк-Fe [0,25%C]) – твердий розчин C в γ-Fe.

В області PGS рівноважними являються дві фази: γ^гцк-Fe [0,25%C] і ферит - твердий розчин C в α-Fe (α^оцк-Fe [0,25%C]).

Область SEK: γ^гцк-Fe [0,25%C] і цементит (Fe₃C [6,67%С]).

Область GPQ і температурна лінія: α^оцк-Fe [0,25%C].

Область QPSKL: α^оцк-Fe [0,25%C] і Fe₃C [6,67%С]

Визначимо температурний інтервал можливих видів ТО для сплаву Fe+0,25%C. Для цього проводимо на діаграмі концентраційну лінію, що відповідає заданому вмісту С=0,25%. Лінія потрапляє в області GNIES, PGS і QPSKL.

Визначимо температурний інтервал для проведення ТО сплаву Fe+0,25%C, він дорівнює температурам, що відповідають максимальній температурі, за якої ще не йде реакція γ^гцк-Fe [0,25%C]→ γ^гцк-Fe [0.25%C]+рідина , та температурі закінчення мартенситного перетворення (М_к).

Першу температуру визначаємо з рис.1., для цього від точки перетину концентраційної лінії Ι-Ι сплаву Fe+0,25%C з лінією ІN проводимо перпендикуляр до температурної лінії, вона дорівнює 1470 °C.

Нижній інтервал температур визначаємо з рис.2. , який описує вплив вмісту вуглецю в аустеніті на положення температур початку (М_н) і кінця (М_к) мартенситного перетворення. Для цього від точки перетину лінії ΙІ-ΙІ, яка дорівнює концентрації %С в сплаві Fe+0,25%C з лінією М_к проводимо перпендикуляр до температурної лінії, далі визначаємо температуру по формулі М_к+30, вона дорівнює 250+30= 280°C, температура початку мартенситного перетворення М_н відповідає 370°C.

Для визначення всіх температур фазової рівноваги для сплаву Fe+0,25%C необхідно визначити з рис.1., яким температурам відповідають точки перетину лінії І-І і, так як сталь 30ХГТ (яка відповідає складу Fe+0,25%C)- доевтектоїдна, то для неї критичними лініями будуть GS і PSK.

Результати визначення температур фазової рівноваги зведені в таблиці 1.

Таблиця 1 - Температури фазової рівноваги для сплаву Fe+0,25%C

№ п/п	tфр , °C	tфр, К	Фази, що знаходяться в рівновазі
1	840	1113	γгцк-Fe [0,25%C]↔ γгцк-Fe [0,25%C]+ αоцк-Fe [0,25%С]
2	723	996	γгцк-Fe [0,25%C]+ αоцк-Fe [0,25%С]↔ αоцк -Fe [0,25%С] + Fe3C [6,67%С]

1.2 Визначення можливих фазових перетворень заданої хімічної сполуки при нагріванні та охолодженні.

Із таблиці 1 та рис.1. слідує, що для заданого сплаву Fe+0,25%C можливі наступні фазові перетворення:

Від температури 20°C до 723°C – часткове розчинення Ц в Ф згідно правилу відрізків (для Ц - по лінії PQ). Вище лінії – зворотне евтектоїдне перетворення:

α^оцк-Fe [0,25%C]+ Fe₃C [6,67%С]→ γ^гцк-Fe [0,25%C]

У інтервалі температур від 723°C до точки перетину лінії І-І з GS (А_c3) відбувається ФП – розчинення Ф в А. З перегрівом вище лінії GS(А_c3) реакція розчинення закінчується:

γ^гцк-Fe [0,25%C]+ α^оцк-Fe [0,25%С]

Від температури солідус (лінії, що обмежує тверду фазу) до лінії GS(А_c3) будь-які фазові перетворення відсутні. Тобто за температур 1425°C-730°C існує фаза А:

γ^гцк-Fe [0,25%C]

Переохолодження нижче лінії GS(А₃) до PSK(А_c1) приводе в дію реакцію виділення твердого розчину Ф із А.

γ^гцк-Fe [0,25%C] ↔ γ^гцк-Fe [0,25%C]+ α^оцк -Fe [0,25%С]

Охолодження нижче лінії PSK до 20°C приводить до виділення Ц із Ф.

Якщо від лінії GS, де маємо А переохолодити заданий сплав Fe+0,25%C зі швидкістю вище критичної (вона буде вказана у наступних розділах) до температури 20°C отримаємо таку реакцію:

γ^гцк-Fe [0,25%C]→М+γ^гцк-Fe [0,25%C]ост.

Результати аналізу зведені в таблицю 2.

Таблиця 2 - Види фазових перетворень сплаву Fe+0,25%C.

№п/п	Температурний інтервал, °C	Типи фазових перетворень
		при нагріві	при охолодженні
1	723-840	γгцк-Fe [0,25%C]S+ αоцк-Fe [0,25%C]→ γгцк-Fe [0,25%C] розчинення Ф в А	γгцк-Fe [0,25%C]→ γгцк-Fe [0,25%C]S+ Fe3C [6,67%С] виділення Ф із А
2	723	αоцк-Fe [0,25%C]+Fe3C [6,67%С] → γгцк-Fe [0,25%C]S+ αоцк-Fe [0,25%C] обернене евтектоїдне ФП	γгцк-Fe [0,25%C]S+ αоцк-Fe [0,25%C]→ αоцк-Fe [0,25%C] + Fe3C [6,67%С] евтектоїдне ФП
3	20-723	αоцк-Fe [0,25%C]Q +Fe3C [6,67%С] → αоцк-Fe [0,25%C]P + Fe3C [6,67%С] розчинення Ц в Ф	Fe3C [6,67%С]+ αоцк-Fe [0,25%C]P→ Fe3C [6,67%С]+ αоцк-Fe [0,25%C]Q виділення Ц із Ф
4	280-723 (при υохл>υкр)	М+γгцк-Fe [0,25%C]ост.→ αоцк-Fe [0,25%C]+ Fe3C [6,67%С] розчинення М і Аост. в Ф	γгцк-Fe [0,25%C]→ М+γгцк-Fe [0,25%C]ост. виділення М із А