» » Марганец-углерод-железо
05.02.2015

Систему марганец—углерод—железо изучали Бейн, Давенпорт, Уорлинг и Кэрни, а также Фогель и Дэринг, В первой из цитированных работ исследовались сплавы, содержащие до 15% Mn и 1,5% С; в другой работе изучались сплавы с содержанием марганца до 95% и содержанием углерода до 6%.
Соответствие между данными обоих исследований достаточно хорошее (для сравнимых сплавов). Можно отметить следующие характерные особенности системы:
1. Обнаружена трехфазная область (феррит + аустенит + карбиды) при содержании марганца менее 1%.
2. При легировании марганцем заметно снижается температура феррито-аустенитного превращения.
На рис. 114 показано сечение тройной диаграммы при 1% С. Наблюдается стабилизация аустенита при низких температурах и образование трехфазной области (γ-Fe + α-Fe + (FeMn)3C]. При высоких содержаниях марганца на диаграмме не должно быть области δ-марганца и, вероятно, ошибочно указана смесь фаз (γ-Fe + γ-Mn), поскольку известно, что в бинарных сплавах марганец-железо имеет место полная растворимость между γ-Fe и γ-Мn.
Марганец-углерод-железо

На рис. 115 и 116 показано влияние углерода при малых и больших содержаниях марганца. Сечение при 5% Mn относительно просто, но при высоких содержаниях марганца (70%) диаграмма чрезвычайно сложна и не может считаться надежно установленной. Необходимо особенно отметить высокотемпературную и низкотемпературную формы карбида Mn3C, обозначаемые β-Mn3C и α-Mn3C соответственно. Гольдшмидт предположил, что β-Мn3С может соответствовать карбиду Mn23Ce, наличие которого подтверждалось другими исследователями. На рис. 116 также нет фазовой области, содержащей 6-марганец, Mn-C и Mn-C-F сплавы. Все данные по этим системам приводятся по последней работе Kyo и Пирсона. Помимо карбидов Mn3C, Mn23C6 и Mn7C3, обнаружены еще два карбида Mn7C2 и Mn5C2. Данные, приводимые Kyo и Пирсоном по кристаллографическому строению и температурному интервалу устойчивости всех пяти карбидов, сведены в табл. 51.
Наличие высокотемпературной β-модификации карбида Mn3C, о чем ранее сообщалось в работе Фогеля и Дэринга, в исследовании Kyo и Пирсона не подтверждено; полагают, что такое несоответствие данных связано с узким температурным интервалом стабильности.
Марганец-углерод-железо

Kyo и Пирсон построили также тройную диаграмму системы Mn—С—Fe при температурах 1050, 910 и 690°; проводился рентгенографический анализ сплавов, приготовленных методами порошковой металлургии. He было обнаружено двойного карбида железа и марганца в тройной системе, но установлено, что имеет место большая растворимость марганца в Fe3C, а железа во всех пяти карбидах марганца. При 1050° в равновесии с металлической фазой находится карбид (MnFe)3C. Ниже 1025° становится устойчивым также карбид (MnFe)23C6 и в равновесии с металлическими фазами он встречается вместе с (MnFe)3C. Подобно изоморфному карбиду (CrFe)7C3, карбид (MnFe)7C3 никогда не находится в равновесии с какой-нибудь металлической фазой. Растворимость марганца в (MnFe)3C падает с уменьшением температуры.
Марганец-углерод-железо