В то же время, как мы видели раньше, при кристаллизации жидких сплавов, содержащих меньше 2,14% углерода, первона­чально получается аустенит. Это различие в структуре при высо­ких температурах создает различие в технологических и механиче­ских свойствах сплавов. Эвтектика делает сплавы нековкими, но ее низкая температура плавления облегчает применение высоко­углеродистых сплавов как литейных материалов. Железоуглеродные сплавы, содержащие меньше 2,14°/о углерода, называются ста­лями, а содержащие больше 2,14°/о углерода—чугунами. Эта граница (2,14% углерода) относится к железоуглеродным сплавам, не содержащим других элементов. В присутствии третьего элемента вид диаграммы состояния изменяется, в частности гра­ницы устойчивости аустенита в некоторых случаях смещаются в сторону низких температур.

Закончим рассмотрение превращений, совершающихся в чугу-нах, при их охлаждении ниже 1147 °С. При этой температуре рас­творимость углерода в у-железе максимальна. Поэтому к моменту окончания первичной кристаллизации содержащийся в чугуне аустенит наиболее богат углеродом (2,14%). При охлаждении ниже этой температуры растворимость углерода в аустените падает (кривая ЕS) и углерод выделяется из него, превра­щаясь обычно в цементит. По достижении температуры 727 °С весь остающийся аустенит, в том числе входящий в состав эвтектики, превращается в перлит. Из сказанного следует, что области 7 от­вечает смесь эвтектики с кристаллами аустенита и цементита, об­разовавшегося при распаде аустенита, области 8—смесь эвтек­тики с кристаллами цементита. Поскольку при температурах ниже 727 °С аустенит эвтектики превращается в перлит, то областям 12 и 13, подобно области //, отвечает смесь перлита и цементита. Однако сплавы, принадлежащие к той и другой области, несколько различаются по структуре. Это различие обусловлено тем, что це­ментит сплавов области 13 образуется при первичной кристаллиза­ции, в области 12—при распаде аустенита. Таким образом, при температурах ниже 727 °С чугун состоит из цементита и перлита. Как мы увидим ниже, в некоторых случаях чугун может иметь и другую структуру.

Рассматривая превращения, происходящие при охлаждении расплавов различного состава, мы смогли выяснить, какие сплавы соответствуют различным областям диаграммы. Но мы рассмо­трели не все области диаграммы. Пользуясь тем же методом, не­трудно показать, какие сплавы отвечают остальным ее областям:

области 1 соответствует смесь жидкого расплава и кристаллов вы­сокотемпературного феррита, области 2—смесь кристаллов высо­котемпературного феррита и аустенита, области 4 — смесь жидкого сплава и кристаллов цементита, области 9 — смесь кристаллов феррита и цементита.

Производство чугуна и стали.

Железо имело промышленное примене­ние уже до нашей эры. В древние времена его получали в размягченном пла­стичном состоянии в горнах, используя в качестве топлива древесный уголь. Шлак отделяли, выдавливая его из губчатого железа ударами молота.

Ч1о мере развития техники производства железа постепенно повышалась температура, при которой велся процесс. Металл и шлак стали плавиться; стало возможным разделять их гораздо полнее. Но одновременно в металле повыша­лось содержание углерода и других примесей,—металл становился хрупким и нековким. Так получился чугун.