THE IRON-CARBON PHASE DIAGRAMIn the

THE IRON-CARBON PHASE DIAGRAM
In their simplest form, steels are alloys of Iron (Fe) and Carbon (C). The study of the constitution and structure of iron and steel start with the iron-carbon phase diagram. It is also the basis understanding of the heat treatment of steels. The Iron Carbon diagram is shown in Fig. 1.

Fig 1 Iron Carbon phase diagram
The diagram shown in Fig 1 actually shows two diagrams i) the stable iron-graphite diagram (dashed lines) and the metastable Fe-Fe3C diagram. The stable condition usually takes a very long time to develop specially in the low temperature and low carbon range hence the metastable diagram is of more interest.
Many of the basic features of this irpn carbon system also influence the behavior of alloy steels. For example, the phases available in the simple binary Fe-C system are also available in the alloy steels, but it is essential to examine the effects of the alloying elements on the formation and properties of these phases. The iron-carbon diagram provides a solid base on which to build the knowledge of both plain carbon and alloy steels.
There are some important metallurgical phases and micro constituents in thr iron carbon system. At the low-carbon end is the ferrite (?-iron) and austenite (?-iron). Ferrite can at most dissolve 0.028 wt% C at 727 deg C and austenite (?-iron) can dissolve 2.11 wt% C at 1148 deg C. At the carbon-rich side there is cementite (Fe3C).
Between the single-phase fields are found regions with mixtures of two phases, such as ferrite & cementite, austenite & cementite, and ferrite & austenite. At the highest temperatures, the liquid phase field can be found and below this are the two phase fields liquid & austenite, liquid & cementite, and liquid & ferrite. In heat treating of steels, the liquid phase is always avoided. Some important boundaries at single-phase fields have been given special names that facilitate the understanding of the diagram.
Main micro-structures of iron and steels in equilibrium are
1. Austenite or ?-iron phase – Austenite is a high temperature phase and has a Face Centred Cubic (FCC) structure (which is a close packed structure). ?-iron is having good strength and toughness but it is unstable below 723 deg C.
2. Ferrite or ?-iron phase – It is relatively soft low temperature phase and is a stable equilibrium phase. Ferrite is a common constituent in steels and has a Body Centred Cubic (BCC) structure (which is less densely packed than FCC). ?-iron is soft , ductile and has low strength and good toughness.
3. Cementite – It is Fe3C or iron carbide. It is intermediate compound of Fe and C. It has a complex orthorhombic structure and is a metastable phase. It is hard, brittle and has low tensile strength, good compression strength and low toughness
4. Pearlite is the ferrite-cementite phase mixture. It has a characteristic appearance and can be treated as a micro structural entity or micro constituent. It is an aggregate of alternating ferrite and cementite lamellae that degenerates (“spheroidizes” or “coarsens”) into cementite particles dispersed with a ferrite matrix after extended holding below 723 deg C. It is a eutectoid and has BCC structure. It is a partially soluble solution of Fe and C. It has high strength and low toughness.
In case of non-equilibrium solidification of Fe-C system the following main micro structures may be formed.
• Bainite is a phase between pearlite and marten site. It is hard metastable micro constituent; non lamellar mixture of ferrite and cementite on an extremely fine scale. Upper bainite is formed at higher temperatures has a feathery appearance. Lower bainite is formed at lower temperatures has an acicular appearance. The hardness of bainite increases with decreasing temperature of formation. It is having good strength and toughness.
• Martensite is formed by rapid cooling and is hard and brittle. It is super saturated solution of C atoms in ferrite. It has a bct structure and a hard metastable phase. It has lath morphology when 1.0 wt% C and mixture of those in between. It is having high strength and hardness and low toughness.
• Sorbite / troostite
There are many temperatures and critical points in the Iron-C diagram which are important both from the basic and the practical point of view.
• The A1 temperature at which the eutectoid reaction occurs, which is 723 Deg. C in the diagram. A1 is called eutectoid temperature and is the minimum temperature for austenite.
• At the lower-temperature boundary of the austenite region at low carbon contents is the ?/? + ? boundary.
• Acm is the counterpart boundary for high carbon contents, that is, the ?/? + Fe3C boundary (Pearlite boundary). The carbon content at which the minimum austenite temperature is attained is called the eutectoid carbon content (0.77 wt% C).
• The A4 temperature at which austenite transforms to ?-iron, 1390 Deg. C in pure iron but this temperature is increased as carbon is added.
• The A2 temperature is the Curie point when iron changes from the ferro to the paramagnetic condition. This temperature is 769 Deg. C for pure iron, but no change in crystal structure is involved.
• Accm is the temperature when in hypereutectoid steel at which the solution of cementite in austenite is completed during heating.
• Ac1 is the temperature at which austenite begins to form during heating, with the c being derived from the French chauffant.
• Ac3 is the temperature at which transformation of ferrite to austenite is completed during heating.
• Aecm, Ae1, Ae3 are the temperatures of phase changes at equilibrium.
• Arcm is the temperature when in hypereutectoid steel, the temperature at which precipitation of cementite starts during cooling, with the r being derived from the French refroidissant.
• Ar1 is the temperature at which transformation of austenite to ferrite or to ferrite plus cementite is completed during cooling.
• Ar3 is the temperature at which austenite begins to transform to ferrite during cooling.
• Ar4 is the temperature at which delta ferrite transforms to austenite during cooling.
• Ms (or Ar”) is the temperature at which transformation of austenite to martensite starts during cooling.
• Mf is the temperature at which martensite formation finishes during cooling.
All of the changes, except the formation of martensite, occur at lower temperatures during cooling than during heating and depend on the rate of change of temperature

Kết quả (Việt) 1:

BIỂU ĐỒ SẮT-CARBON PHATrong hình thức đơn giản nhất của họ, thép là hợp kim của sắt (Fe) và Carbon (C). Nghiên cứu của Hiến pháp và cấu trúc của sắt và thép bắt đầu với sơ đồ sắt-cacbon giai đoạn. Nó cũng là sự hiểu biết cơ sở về xử lý nhiệt của thép. Sơ đồ sắt Carbon được thể hiện trong hình 1. Hình 1 sắt Carbon giai đoạn sơ đồBiểu đồ hiển thị trong hình 1 thực sự cho thấy hai sơ đồ tôi) sơ đồ sắt-graphite ổn định (tiêu tan dòng) và biểu đồ Fe-Fe3C đồng phân. Tình trạng ổn định thường phải mất một thời gian rất dài để phát triển đặc biệt trong nhiệt độ thấp và phạm vi thấp cacbon do đó biểu đồ đồng phân thêm quan tâm.Nhiều người trong số các tính năng cơ bản của hệ thống cacbon irpn này cũng ảnh hưởng đến hành vi của thép hợp kim. Ví dụ, các giai đoạn có sẵn trong hệ thống đơn giản Fe-C nhị phân cũng có sẵn trong thép hợp kim, nhưng nó là điều cần thiết để xem xét những ảnh hưởng của các yếu tố tạo trên sự hình thành và tài sản của những giai đoạn. Sơ đồ sắt-cacbon cung cấp một cơ sở vững chắc mà trên đó để xây dựng các kiến thức về đồng bằng cacbon và thép hợp kim.Có là một số quan trọng giai đoạn ngành luyện kim và vi thành phần thr sắt cacbon hệ thống. Bon thấp cuối là ferrite (?-sắt) và austenite (?-sắt). Ferrite tối đa có thể hòa tan 0.028 wt % C tại 727 deg C và austenite (?-sắt) có thể hòa tan 2.11 wt % C tại 1148 độ C. Ở phía bên cacbon giàu có là cementite (Fe3C).Giữa các lĩnh vực một pha được tìm thấy các khu vực với hỗn hợp của hai giai đoạn, chẳng hạn như ferrite & cementite, austenite và cementite, và ferrit và austenite. Ở nhiệt độ cao nhất, trường giai đoạn chất lỏng có thể được tìm thấy và dưới đây là giai đoạn hai lĩnh vực chất lỏng & austenite, chất lỏng & cementite, và chất lỏng & ferrite. Ở nhiệt độ điều trị thép, giai đoạn lỏng luôn luôn tránh được. Một số ranh giới quan trọng ở một pha lĩnh vực đã được đưa ra tên đặc biệt tạo thuận lợi cho sự hiểu biết của biểu đồ.Chính vi cấu trúc của sắt và thép trong trạng thái cân bằng1. austenite hoặc? - sắt giai đoạn-Austenite là một giai đoạn nhiệt độ cao và có một khuôn mặt trung tâm khối (FCC) cấu trúc (nó là một cấu trúc đóng gói chặt chẽ). ?-sắt có tốt sức mạnh và độ dẻo dai, nhưng nó không ổn định dưới 723 độ C.2. ferrite hoặc? - sắt giai đoạn-nó là giai đoạn tương đối mềm nhiệt độ thấp và là một giai đoạn ổn định cân bằng. Ferrite là thành phần phổ biến trong thép và có một cấu trúc cơ thể Trung tâm khối (BCC) (đó là ít có mật độ đóng gói hơn FCC). ?-sắt mềm, dễ uốn và có thấp sức mạnh và độ dẻo dai tốt.3. cementite-đó là Fe3C hoặc sắt cacbua. Nó là các hợp chất trung gian của Fe và C. Nó có một cấu trúc trực thoi phức tạp và là một giai đoạn ổn định động. Nó cứng, giòn và có thấp bền, nén tốt sức mạnh và độ dẻo dai thấp4. Pearlite is the ferrite-cementite phase mixture. It has a characteristic appearance and can be treated as a micro structural entity or micro constituent. It is an aggregate of alternating ferrite and cementite lamellae that degenerates (“spheroidizes” or “coarsens”) into cementite particles dispersed with a ferrite matrix after extended holding below 723 deg C. It is a eutectoid and has BCC structure. It is a partially soluble solution of Fe and C. It has high strength and low toughness.In case of non-equilibrium solidification of Fe-C system the following main micro structures may be formed.• Bainite is a phase between pearlite and marten site. It is hard metastable micro constituent; non lamellar mixture of ferrite and cementite on an extremely fine scale. Upper bainite is formed at higher temperatures has a feathery appearance. Lower bainite is formed at lower temperatures has an acicular appearance. The hardness of bainite increases with decreasing temperature of formation. It is having good strength and toughness.• Martensite is formed by rapid cooling and is hard and brittle. It is super saturated solution of C atoms in ferrite. It has a bct structure and a hard metastable phase. It has lath morphology when 1.0 wt% C and mixture of those in between. It is having high strength and hardness and low toughness.• Sorbite / troostiteThere are many temperatures and critical points in the Iron-C diagram which are important both from the basic and the practical point of view.• The A1 temperature at which the eutectoid reaction occurs, which is 723 Deg. C in the diagram. A1 is called eutectoid temperature and is the minimum temperature for austenite.• At the lower-temperature boundary of the austenite region at low carbon contents is the ?/? + ? boundary.• Acm is the counterpart boundary for high carbon contents, that is, the ?/? + Fe3C boundary (Pearlite boundary). The carbon content at which the minimum austenite temperature is attained is called the eutectoid carbon content (0.77 wt% C).• The A4 temperature at which austenite transforms to ?-iron, 1390 Deg. C in pure iron but this temperature is increased as carbon is added.• The A2 temperature is the Curie point when iron changes from the ferro to the paramagnetic condition. This temperature is 769 Deg. C for pure iron, but no change in crystal structure is involved.• Accm is the temperature when in hypereutectoid steel at which the solution of cementite in austenite is completed during heating.• Ac1 is the temperature at which austenite begins to form during heating, with the c being derived from the French chauffant.• Ac3 is the temperature at which transformation of ferrite to austenite is completed during heating.• Aecm, Ae1, Ae3 are the temperatures of phase changes at equilibrium.• Arcm is the temperature when in hypereutectoid steel, the temperature at which precipitation of cementite starts during cooling, with the r being derived from the French refroidissant.• Ar1 is the temperature at which transformation of austenite to ferrite or to ferrite plus cementite is completed during cooling.• Ar3 is the temperature at which austenite begins to transform to ferrite during cooling.• Ar4 is the temperature at which delta ferrite transforms to austenite during cooling.• Ms (or Ar”) is the temperature at which transformation of austenite to martensite starts during cooling.• Mf is the temperature at which martensite formation finishes during cooling.All of the changes, except the formation of martensite, occur at lower temperatures during cooling than during heating and depend on the rate of change of temperature

Kết quả (Việt) 2:

THE IRON-CARBON GIAI ĐOẠN SƠ ĐỒ
Ở dạng đơn giản của họ, thép hợp kim sắt (Fe) và Carbon (C). Các nghiên cứu của hiến pháp và cấu trúc của sắt và thép bắt đầu với sơ đồ giai đoạn sắt-carbon. Nó cũng là sự hiểu biết cơ sở xử lý nhiệt thép. Sơ đồ sắt Carbon được hiển thị trong hình. 1. Hình 1 sắt Carbon giai đoạn sơ đồ Sơ đồ hình 1 thực sự cho thấy hai sơ đồ i) sơ đồ ổn định sắt-graphite (đường đứt nét) và sơ đồ Fe-Fe3C siêu bền. Điều kiện ổn định thường mất một thời gian rất dài để phát triển đặc biệt ở nhiệt độ thấp và phạm vi carbon thấp do đó các sơ đồ siêu bền được quan tâm nhiều hơn. Nhiều người trong số các tính năng cơ bản của hệ thống carbon irpn này cũng ảnh hưởng đến hành vi của thép hợp kim. Ví dụ, các giai đoạn có sẵn trong hệ thống nhị phân đơn giản Fe-C cũng có sẵn trong các loại thép hợp kim, nhưng nó là điều cần thiết để kiểm tra ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim trên sự hình thành và thuộc tính của các giai đoạn. Sơ đồ sắt-carbon cung cấp một cơ sở vững chắc để xây dựng sự hiểu biết của cả hai thép carbon và hợp kim đồng bằng. Có một số giai đoạn luyện kim quan trọng và các thành phần vi sinh trong hệ thống thr carbon sắt. Vào cuối các-bon thấp là ferrite (? -iron) Và austenite (? -iron). Ferrite nhiều nhất có thể hòa tan 0,028% trọng lượng C ở 727 độ C và austenite (? -iron) Có thể hòa tan 2.11% trọng lượng C ở 1148 ° C. Ở phía giàu cácbon có Xementit (Fe3C). Giữa các lĩnh vực một pha được tìm thấy khu vực với hỗn hợp của hai giai đoạn, chẳng hạn như ferrite & Xementit, austenite & Xementit, và ferrite & austenite. Ở nhiệt độ cao nhất, lĩnh vực giai đoạn chất lỏng có thể được tìm thấy và dưới đây là hai lĩnh vực giai đoạn chất lỏng và austenite, chất lỏng và Xementit, và chất lỏng và ferrite. Trong xử lý nhiệt thép, pha lỏng luôn luôn tránh. Một số giới hạn quan trọng tại các lĩnh vực một pha đã được đặt tên đặc biệt mà tạo điều kiện cho sự hiểu biết của sơ đồ. Main vi cấu trúc của sắt và thép ở trạng thái cân bằng là 1. Austenite hoặc -iron giai đoạn - austenite là một giai đoạn nhiệt độ cao và có một khuôn mặt làm trung tâm Cubic (FCC) cấu trúc (mà là một cấu trúc chặt chẽ đóng gói). ? -iron Là có sức mạnh và độ dẻo dai tốt nhưng nó là không ổn định dưới 723 ° C. 2. Ferrite hoặc giai đoạn -iron? - Nó là tương đối mềm giai đoạn nhiệt độ thấp và là một giai đoạn cân bằng ổn định. Ferrite là một thành phần phổ biến trong thép và có một cơ thể làm trung tâm Cubic (BCC) cấu trúc (được ít dày đặc hơn FCC). ? -iron Mềm, dễ uốn và có sức mạnh thấp và độ dẻo dai tốt. 3. Xementit - Đó là Fe3C hoặc cacbua sắt. Đó là hợp chất trung gian của Fe và C. Nó có một cấu trúc trực thoi phức tạp và là một giai đoạn ổn. Đó là khó khăn, dễ gãy và có độ bền kéo thấp, độ nén tốt và độ dẻo dai thấp 4. Pearlite là hỗn hợp pha ferrite-Xementit. Nó có một sự xuất hiện đặc trưng và có thể được coi như một thực thể cấu trúc vi mô hay vi mô cấu thành. Nó là một tổng hợp của xen kẽ ferrite và Xementit lá mỏng mà thoái hóa ("spheroidizes" hoặc "coarsens") thành các hạt Xementit phân tán với một ma trận ferrite sau khi mở rộng tổ chức dưới 723 ° C. Đây là một cùng tích và có cấu trúc BCC. Nó là một giải pháp một phần hòa tan của Fe và C. Nó có độ bền cao và độ dẻo dai thấp. Trong trường hợp không cân bằng kiên cố hoá hệ thống Fe-C các cấu trúc vi mô chủ yếu sau đây có thể được hình thành. • Bainite là một giai đoạn giữa pearlite và trang web Marten . Thật khó siêu bền thành phần vi; hỗn hợp lamellar không của ferrite và Xementit trên một quy mô rất tốt. Bainite trên được hình thành ở nhiệt độ cao có xuất hiện lông. Bainite thấp hơn được hình thành ở nhiệt độ thấp hơn có xuất hiện hình kim. Độ cứng của bainite tăng với giảm nhiệt độ hình thành. Đó là có sức mạnh tốt và độ dẻo dai. • Mactenxit được hình thành bởi làm lạnh nhanh và là cứng và giòn. Đây là siêu giải pháp bão hòa của các nguyên tử C trong ferrite. Nó có một cấu trúc BCT và một giai đoạn siêu bền cứng. Nó có hình thái gươm khi 1,0% trọng lượng C và hỗn hợp của những người ở giữa. Nó là có độ bền cao và độ cứng và độ dẻo dai thấp. • Sorbite / troostite Có rất nhiều nhiệt độ và điểm quan trọng trong sơ đồ Iron-C là quan trọng cả từ cơ bản và quan điểm thực tế. • Nhiệt độ A1 tại đó cùng tích phản ứng xảy ra, đó là 723 Deg. C trong sơ đồ. A1 được gọi là nhiệt độ cùng tích và nhiệt độ tối thiểu cho austenite. • Tại các ranh giới nhiệt độ thấp hơn của khu vực austenite ở nội dung carbon thấp là? /? +? ranh giới. • Acm là ranh giới đối ứng cho nội dung carbon cao, có nghĩa là, các? /? + Fe3C ranh giới (pearlite ranh giới). Các nội dung carbon tại đó nhiệt độ austenite tối thiểu đạt được được gọi là hàm lượng carbon cùng tích (0.77% trọng lượng C). • Nhiệt độ A4 mà austenite biến đổi để? -iron, 1390 Deg. C trong sắt tinh khiết nhưng nhiệt độ này được tăng lên như carbon được thêm vào. • Nhiệt độ A2 là điểm Curie khi thay đổi sắt từ cốt thép với điều kiện thuận. Nhiệt độ này là 769 Deg. C cho sắt tinh khiết, nhưng không có sự thay đổi trong cấu trúc tinh thể có liên quan. • ACCM là nhiệt độ khi trong thép hypereutectoid mà tại đó các giải pháp của Xementit trong austenite được hoàn thành trong sưởi ấm. • AC1 là nhiệt độ mà tại đó austenite bắt đầu hình thành trong quá trình sưởi ấm, với c được bắt nguồn từ chauffant Pháp. • Ac3 là nhiệt độ mà tại đó sự biến đổi của ferrite để austenite được hoàn thành trong sưởi ấm. • Aecm, AE1, AE3 là nhiệt độ thay đổi của giai đoạn ở trạng thái cân bằng. • ARCM là nhiệt độ khi trong hypereutectoid thép, nhiệt độ mà tại đó lượng mưa của Xementit bắt đầu trong quá trình làm mát, với r được bắt nguồn từ refroidissant Pháp. • AR1 là nhiệt độ mà tại đó sự biến đổi của austenite để ferrite hoặc ferit cộng Xementit được hoàn thành trong thời gian lạnh. • Ar3 là nhiệt độ mà austenite bắt đầu chuyển đổi để ferrite trong thời gian lạnh. • AR4 là nhiệt độ mà tại đó ferrite đồng bằng biến đổi để austenite trong thời gian lạnh. • Bà (hoặc Ar ") là nhiệt độ mà tại đó sự biến đổi của austenite Mactenxit bắt đầu trong quá trình làm mát. • Mf là nhiệt độ mà tại đó hình thành martensite kết thúc trong thời gian lạnh. Tất cả các thay đổi, ngoại trừ sự hình thành của martensite, xảy ra ở nhiệt độ thấp trong thời gian lạnh hơn trong hệ thống sưởi và phụ thuộc vào tốc độ thay đổi của nhiệt độ