Таким образом, диаграмма состояния Fe-Fe3C (рис. 1.1) показывает фазовый состав и превращения в сплавах с концентрацией от чистого железа до цементита. Заметим, что превращения в железоуглеродистых сплавах происходит как при кристаллизации (затвердевании) жидкой фазы (Ж), так и в твердом состоянии. При этом кристаллизация, которая идет в интервале температур, ограниченных линиями ликвидус (ACD) и солидус (AECF) называется первичной.
Вторичная кристаллизация происходит за счет достаточно сложных процессов. Они заключаются в превращениях железа одной аллотропической модификации в другую и за счет изменения растворимости углерода в аустените и феррите. Оно в целом сопровождается уменьшением содержания углерода с понижением температуры. При этом избыток углерода выделяется из твердых растворов в виде цементита. Эти процессы в сплавах системы Fe-Fe3C сопровождаются следующими изотермическими превращениями:
Эвтектическое превращение на линии ECF (1147 ºC)
ЖС→ (Ае + Цf);
Эвтектоидное превращение на линии PSK (727 ºC)
AS → (Фр + Цк) .
Эвтектическая смесь аустенита и цементита называется ледебуритом(Л), а эвтектоидная смесь феррита и цементита – перлитом(П).
Ледебурит содержит 4,3 % углерода. При охлаждении ледебурита ниже линий PSK входящий в него аустенит превращается в перлит и при нормальной температуре ледебурит представляет собой смесь перлита и цементита и называется ледебуритом превращенным (Л пр). Цементит в этой структурной составляющей образует сплошную матрицу, в которой размещены колонии перлита. Такое строение ледебурита объясняет его большую твердость (HB 700) и хрупкость.
Перлит содержит 0,8 % углерода. В зависимости от формы частичек цементит бывает пластинчатый и зернистый. Является прочной структурной составляющей с твердостью (HB210).