Диаграмма построена до 6,67% С, это соответствует концентрации углерода в цементите, т.е. в пределах «металл —химическое соединение» (как это указывалось в 3.4.5). Эти сплавы реально используются в промышленности. Диаграмма состояния «железо — цементит» имеет исключительное значение для обоснованного выбора железоуглеродистых сплавов при изготовлении изделий различного назначения, а также для теории и практики их термической обработки.
Во-первых, используя диаграмму, можно установить характер превращений и структуру сплавов в зависимости от концентрации в них углерода и температуры.
Во-вторых, по диаграмме «железо — цементит» выбирают температуру нагрева для основных видов термической обработки заготовок и изделий (см. ниже, глава 5).
Диаграмма «железо — цементит» является метастабильной, однако обладает термодинамической устойчивостью, что достигается очень медленным нагревом или охлаждением
сплавов до заданной температуры. Характерные точки для состояния «железо — цементит» и соответствующая структурная диаграмма приведены в табл. 4.1 и на рис. 4.4. На оси абсцисс — изменение содержания углерода и содержания цементита.
Характерные линии диаграммы. АВСD — линия ликвидус, АHJECFD- линия солидус. Между этими линиями происходит кристаллизация сплавов.
Первичная кристаллизация сплавов, содержащих до 0,1% углерода, начинается с выделения из жидкости δ-феррита, который затем в результате полиморфного превращения железа-α(δ) в железо-γ превращается в аустенит.
При первичной кристаллизации сплавов, содержащих 0,1…0,5% углерода, происходит перитектическое превращениe.