Развитие диаграммы состояния сплавов системы Fe-C

Н А У Ч Н А Я М Ы С Л Ь

С.В. ДАВЫДОВ

РАЗВИТИЕ ДИАГРАММЫ
СОСТОЯНИЯ СПЛАВОВ

СИСТЕМЫ Fе-C

МОНОГРАФИЯ

Москва

ИНФРА-М

2024

УДК 669(075.4)
ББК 34.341

Д13

Давыдов С.В.

Д13

Развитие диаграммы состояния сплавов системы Fe-C: монография

/С.В.Давыдов. – Москва: ИНФРА-М, 2024. – 601 с. – (Научная мысль).

ISBN 978-5-16-112331-7 (online)

В монографии рассмотрены основные этапы эволюции диаграммы 

состояния сплавов системы Fe-100%C и ее нерешенные задачи. Выполнен 
анализ основных структурных проблем диаграммы, к которым следует 
отнести: отсутствие полной физико-химической идентификации ключевых 
карбидных фаз и отсутствие областей фазовых превращений с их участием в 
структуре существующих вариантов диаграмм состояния сплавов Fe-100%C. 
Предложен вариант диаграммы системы Fe-100%C в концентрационном 
интервале 0…18,0%С на основе перитектоидного и перитектического  
карбидных превращений. Показано, что карбидные фазы представляют собой 
единый изоморфный квазикарбидный твердый раствор, а структурно, 
карбидная фаза кристаллизуется в виде твердого раствора карбидных фаз как 
поликарбидная квазиэвтектика.
Открыто неизвестное ранее явление 

кристаллизации монокарбида FeC и его сокристаллизация с ε-карбидом Fe2C 
при перитектоидном превращении. Предложен уточненный вариант 
диаграмме Fe-100%C с учетом карбидов Ɵ-Fe3C, χ-Fe5C2, æ-Fe7C3, 
монокарбида FeC и ε-карбид Fe2C, который описывается в рамках фазового 
превращения по реакции нонвариантного трехфазного перитектического 
равновесия. Исследовано полиморфное превращение железа, которое в 
совокупности состоит из трех фазовых последовательных превращений и
предложена новая модель металлической связи.

Монография 
предназначена
для 
научных 
работников 
и 

преподавателей вузов в области металловедения, литейного производства и 
металлургии, а также, магистрам и аспирантам, обучающимся по 
направлениям 
«Материаловедение», 
«Литейное 
производство», 

«Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов», а также 
специалистам соответствующих промышленных предприятий.

УДК 669(075.4)

ББК 34.341

ISBN 978-5-16-112331-7 (online)                             ©Давыдов С.В., 2024

Ф3

№ 436-Ф3

Издание не подлежит маркировке 

в соответствии с п.1 ч.2 ст.1

Посвящается моему Учителю, 

профессору, 

доктору технических наук,

доктору химических наук  

Жукову Андрею Александровичу

Жуков Андрей Александрович родился 15 

сентября 1928 года в г. Праге. С 1931 по 1950 г. г. 
проживал в Шанхае (Китай), где окончил французский 
колледж и химический факультет французского 
университета «Аврора». В 1954 году с отличием 
закончил Московский вечерний металлургический 
институт. 
В 
1959 
г. 
защитил 
кандидатскую 

диссертацию, в 1968 г. – докторскую диссертацию в 
области теории графитизации чугунов, в 1990 г. –
докторскую диссертацию по физической химии
структурообразования в железоуглеродистых сплавах.

Заведовал кафедрами в нескольких вузах 

СССР – МВТУ им. Баумана, Завод-втуз при ЗИЛе, 
Брянский институт транспортного машиностроения 
(БИТМ), Винницком политехническом институте. 
Несколько лет проработал профессором в Индии. Знал 
в совершенстве английский, немецкий, французский 
языки, 
владел 
китайским, 
польским, 
чешским 

языками.

Опубликовал более 700 работ, 10 книг и 

справочников. За научные достижения Жуков А.А. 

удостоен двух премий им. Д.К. Чернова, премии им. Соболевского, медали ВДНХ. Научная 
деятельность Жукова А.А. была очень насыщенной и многогранной. Значительный вклад в 
науку внесли его работы в области металлургии, металловедения, литейного производства, 
металлофизики и физической химии металлов.

К металлофизическому направлению работ Жукова А.А. относятся его исследования 

по увязке электронного строения элементов с их влиянием на структурообразование в 
чугунах и сталях.

Большой вклад Жуков А.А внес в теорию сплавов, в частности, в теоретическое 

обоснование базовой диаграммы в области металловедения чугунов и сталей – диаграммы 
Fe-С с нанесением на диаграмму линий изоактивности углерода. Жуков А.А. впервые 
экспериментально определил область гомогенности цементита и его температуру плавления, 
решив одну из важнейших проблем теории диаграммы Fe-С.

Значительная часть теоретических и экспериментальных работ Жукова А.А. 

относится к разработке и развитию научных основ теории графитизации в чугунах, а также 
исследованию фазовых превращений при структурообразовании в чугунах и сталях. Жуков 
А.А. внес значительный вклад в теорию состояния жидкого чугуна, первым предложив 
рассматривать структуру жидкого чугуна на основе многомерности форм существования 
углеродных кластеров, и в частности, фуллеренов. На основе термодинамического подхода к 
процессам графитизации Жуков А.А. разработал целый ряд структурных диаграмм чугунов 
для их практического применения в литейном производстве, новых типов сплавов, например, 
стабильно-половинчатых чугунов и технологий модифицирования чугуна и стали. 
Результаты работ в этом направлении изложены в фундаментальной настольной книге 
литейщиков и металловедов: «Чугун: Справ. изд./под ред. А.А. Жукова и А.Д. Шермана. –
М.: Металлургия, 1991. – 576 с.». Основным научным интересом Жукова А.А. являлось 
развитие теории геометрической термодинамики и ее приложения к термодинамике 
железоуглеродистых сплавов, которые он изложил в своем главном научном труде –
монографии, вышедшем в двух изданиях: «Жуков А.А. Геометрическая термодинамика 
сплавов железа: Изд. 1-е. – М.: Металлургия, 1971. – 272 с.;  Изд.    2-е, перераб. – М.: 
Металлургия, 1979. – 232 с.». Умер 4 ноября 2002 г. Похоронен в г. Пушкино, Московской 
области.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………….9
ГЛАВА 1. ЭВОЛЮЦИЯ ДИАГРАММЫ Fе-Fе3C………………………………………..10
1.1 Диаграмма фазового  равновесия в системе сплавов Fe -Fe3C………………………10
1.2 Диаграмма «железо-алмаз»……………………………………………………………..22
1.3 Фазовые превращения карбидов железа в ядре Земли……………………………......31

1.3.1 Внутреннее строение ядра Земли…………………………………………........31
1.3.2 Фазовые соотношения и стабильность карбидов железа.

Fe2C, Fe3C, Fe7C3 при давлениях и температурах ядра Земли………………..33

1.3.3 Политипные модификации карбида Fe7С3………………………………………41
1.3.4 Структура и состав карбидов железа, стабильных при 

сверхвысоких давлениях……………………………………………………......42

1.3.5 Фазовая диаграмма железа при высоких давлениях……………………….....45

1.4 Диаграмма состояния сплавов системы Fe-C при сверхвысоких давлениях………..48

1.4.1 Экспериментальные методы синтеза, плавки и исследования 

смесей карбидов Fe3C, Fe7C3 с железом……………………………………….48

1.4.2 Исследование расплава эвтектического состава в системе Fe-Fe3C………....50
1.4.3 Фазовая диаграмма Fe-С в условиях сверхвысоких 

давлений и температур………………………………………………………….54

1.4.4 Металлографические исследования структуры сплавов системы 

Fe-C при сверхвысоких давлениях……………………………………………..67
1.4.4.1 Фазовая структура закаленных с 13000С

сплавов под давлением  5,0 ГПа………………………………………70

1.4.4.2 Фазовая структура закаленных с 17000С 

сплавов под давлением  5,0 ГПа……………………………………….72

1.4.4.3 Фазовая структура закаленных с 18000С 

сплавов под давлением 14,0 ГПа………………………………………74

1.4.5 Фазовые превращения в цементите Fe3C при нагреве в условиях 

сверхвысоких давлений…………………………………………………………..77

1.4.6 Конфигурация линий фазового равновесия в высокоуглеродистой 

части диаграммы Fe-C…………………………………………………………….80

1.5 Ревизионистские варианты диаграммы Fе-Fе3C…………………………………………90
1.6  Бабошин А.Л. – русский ученый и педагог в области металловедения……………….96
Выводы к главе 1……………………………………………………………………………….99
Список литературы к главе 1…………………………………………………………………100

ГЛАВА 2. БАЗОВЫЕ ПРОТИВОРЕЧИЯ ДИАГРАММЫ 

СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Fе-Fе3C…………………………………………………107

2.1 Традиционный вид диаграммы Fe-Fe3C…………………………………………………107
2.2 Теоретические направления развития диаграммы Fe-Fe3C……………………………114
2.3 Противоречивость совмещения двух систем  

фазового равновесия на одной диаграмме.……………………………………………..116

2.4 Технологический предел диаграммы Fe-Fe3C …………………………………………..120
Выводы к главе 2...……………………………………………………………………………..122
Список литературы к главе 2..…………………………………………………………………122

ГЛАВА 3. ФРАГМЕНТАРНОСТЬ ФАЗОВОЙ СТРУКТУРЫ 

ДИАГРАММЫ Fe3C-100%C…………………………………………………..124

3.1 Карбиды железа…………………………………………………………………………125
3.2 Фазовое равновесие в области жидкость-пар диаграммы Fe-100%C………………..128
3.3 Структурные формы графита диаграммы Fe-100%C…………………………………128
Выводы к главе 3…………………………………………………………………………….138
Список литературы к главе 3……………………………………………………………….138

ГЛАВА 4 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ 

КАРБИДНЫХ ФАЗ В СИСТЕМЕ СПЛАВОВ Fe-100%C…………………….142

4.1 «Белые» карбидные области диаграммы состояния сплавов Fe-C…………………..142
4.2 Железо-углеродистые сплавы как растворы…………………………………………..143
4.3 Эволюция представлений о фазовых превращениях 

в карбидной области диаграммы………………………………………………………145

4.4 О нестехиометричности кристаллов……………………………………………………148
4.5 Физико-химическая идентификация карбидных фаз………………………………….150
Выводы к главе 4……………………………………………………………………………..160
Список литературы к главе 4……………………………………….………………………..161

ГЛАВА 5. ПЕРИТЕКТОИДНОЕ КАРБИДНОЕ  ПРЕВРАЩЕНИЕ 

НА ОСНОВЕ ɛ-КАРБИДА Fе2С………….……………………………………..164

5.1 Выделение ε-карбида Fe2C в сталях………………………………………………………164
5.2 Идентификация цементита Ɵ-Fe3C и ε-карбида Fe2C как 

твердых растворов переменного состава……………………………………………….168

5.3 Перитектоидное фазовое превращение ε-карбида на диаграмме Fе-Fе3C……………170
5.4 Металлографические исследования перитектоидного превращения карбида Fe2C…173

5.4.1 Методика проведения исследований при равновесном охлаждении сталей…..174
5.4.2 Выделение ε-карбида Fe2C в перлите стали 45…………………………………..174
5.4.3 Выделение ε-карбида Fe2C в перлите стали 40Х…………………………………176
5.4.4 Выделение ε-карбида Fe2C в перлите стали 35ХГСА……………………………178
5.4.5 Выделение третичного цементита в феррите стали 45…………………………..180
5.4.6 Распад пластинчатого перлита стали 20 по реакции перитектоидного 

превращения при длительном изотермическом отжиге………………………….181

5.4.7 Первичная структура ледебурита в литом и отожжённом 

эвтектическом белом чугуне……………………………………………………….183

5.4.8 Металлографические исследования высокого разрешения структуры 

ледебурита в эвтектическом белом чугуне ……………………………………….189
5.4.8.1 Структуры и фазы ледебурита эвтектического 

белого чугуна в литом состоянии…………………………………………..189

5.4.8.2 Химический анализ структуры ледебурита эвтектического 

белого чугуна в литом состоянии…………………………………………..211

5.4.8.3 Анализ экспериментальных данных эвтектического 

белого чугуна в литом состоянии…………………………………………..220

5.4.8.4 Монокарбид FeC как основа поликарбидной квазиэвтектики…………..228

5.4.8.5 Структуры и фазы ледебурита эвтектического белого чугуна после 

изотермического отжига……………………………………………………..236

Выводы к главе 5…………………………………………………………………………………282
Список литературы к главе 5……………………………………………………………………284

ГЛАВА 6. ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В КАРБИДНОЙ ОБЛАСТИ И НОВЫЙ 

ТИП ДИАГРАММЫ СИСТЕМЫ СПЛАВОВ Fе-КАРБИД ε-Fе2C………..……289

6.1 Проблемы высокоуглеродистой области диаграммы Fe-C……………………………….289
6.2 Вариант диаграммы Fe-карбид ε-Fe2C с эвтектическими превращениями в 

«зацементитной» области…………………………………………………………………..294

6.3 Вариант диаграммы Fe-карбид ε-Fe2C с перитектическими превращениями в 

«зацементитной» бласти…………….………………………………………………………297

Выводы к главе 6…………………………………………………………………………………300
Список литературы к главе 6…………………………………………………………………….301

ГЛАВА 7. ПОЛНАЯ ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ СПЛАВОВ Fе-100%C………………...303
7.1 Фазовые процессы  диаграммы Fe-100%C………………………………………………….303
7.2 Область фазовых превращений «жидкость-пар»…………………………………………..308
7.3 Интеркалированный графит…………………………………………………………………308
7.4 Вариант диаграммы Fe-100%C с включением монокарбида FeC………………………...310
7.5 Перспективы получения новых классов сплавов……………………………………...…...312
Выводы к главе 7……………………………………………...………………………………….314
Список литературы к главе 7…………………………………………………………………….315

ГЛАВА 8. ПОЛИМОРФНАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ЖЕЛЕЗА КАК ФАЗОВОЕ 

ПРЕВРАЩЕНИЕ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ 
ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ ОБЪЕМНОЙ ФОТОННОЙ ИОНИЗАЦИИ………………...319

8.1 Противоречия мартенситного и полиморфного превращений ……………………………320

8.1.1 Полиморфизм железа……………………………………………………………..……320
8.1.2 Становление и развитие учения о полиморфизме железа…………………………...323
8.1.3 Современный уровень исследований полиморфизма железа……………………….325
8.1.4 Мартенситное превращение в стали как аналог равновесного 

полиморфного превращения железа………………………………………………..…329

Выводы  к подразделу 8.1…………………………………………………………………….332

8.2 Парадоксы  моделей  металлической связи…………………………………………………..333

8.2.1 Модели металлической связи……………………………………………………..……333
8.2.2 Электронный газ. Теория Друде-Лоренца. Развитие смыслов……………………….337
8.2.3 Феномен ртути…………………………………………..………………………………341
8.2.4 Теория валентных оболочек В.К.Григоровича………………………………………343
8.2.5 Электростатическая природа металлической связи по Ганкину В.Ю. …………….344
8.2.6 Модели металлической связи и полиморфизм железа ……………………………….347
8.2.7 Структурная систематика механизмов полиморфного превращения……………….349
Выводы к подразделу 8.2………………………………………..……………………………352

8.3 Полиморфная трансформация железа как фазовое превращение на основе 

высокотемпературной твердотельной объемной фотонной ионизации…………………..352

8.3.1 Гипотеза о структуре металлической связи в железе……………………………….354
8.3.2 Металлическая связь в железе……………………………………………………..…360
8.3.3 Экспериментальные доказательства твердофазной 

фотонной ионизации железа …………………………………………………………363

8.3.4 Полиморфизм железа как фазовое превращение на основе 

твердотельной объемной фотонной ионизации …………………………………….370

Выводы к подразделу 8.3……………………………………………………………………375

8.4 Калориметрические исследования полиморфного превращения железа………………....376

8.4.1 Современный уровень исследований полиморфизма железа……………………….377
8.4.2 Методика исследований………………………………………………………………..382
8.4.3 Экспериментальные результаты и их обсуждение…………………………………..384

Выводы к подразделу 8.4…………………………………………………………………………402
Список литературы к главе 8……………………………………………………………………..403

ГЛАВА 9. СТРОЕНИЕ РАСПЛАВА ЧУГУНА И УСЛОВИЯ ЕГО 

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ…………………………………...411

9.1 Кластерная структура расплавов……………………………………………………………..411

9.1.1 Развитие представлений о структуре жидких металлов……………………………..411
9.1.2 Фрактальные кластеры и физика открытых систем…………………………………..413
9.1.3 Свойства фрактального кластера………………………………………………………414

9.2 О строении жидкого чугуна…………………………………………………………………...417
9.3 Фуллерены – основа структурирования жидкого чугуна……………………………...……419

9.3.1 Развитие науки о фуллеренах…………………………………………………………..419
9.3.2 Роль фуллеренов в железоуглеродистых расплавах………………………………….420

9.3.2.1 Структура малых кластеров углерода…………………………………………420
9.3.2.2 Фуллерены……………………………..………………………………………..423
9.3.2.3 Фрактальные структуры углерода……………………………………………..429

9.3.3 Развитие теории субмикрогетерогенного строения жидкого чугуна………………..431
9.3.4 Химия фуллеренов и оценка влияния поверхностно-активных элементов…………434
9.3.5 Фуллерены и теории строения жидкого чугуна………………………………………436
9.3.6 Компенсирующие процессы в Fe-C-расплаве при нарушении 

состояния равновесия по давлению пара углерода…………………………………..438
9.3.6.1 Поведение в расплаве чугуна фазы углеродистых наночастиц ……………..439
9.3.6.2 Уровень давления и температур существования 

углеродных   наночастиц на основе фуллеренов………………………..……442

9.3.6.3 О стабилизации цементита в Fe-C-расплавах

под влиянием внешнего давления …………………………………………….446

9.3.7 Форма углерода в расплаве чугуна ……………………………………………………447

9.3.7.1 Неравновесный фазовый переход и влияние флуктуаций на 

формирование диссипативных структур в жидком чугуне………………….447

9.3.7.2 Расчет действительных размеров углеродных наночастиц 

в расплаве чугуна ……………………………………………………………….450

9.3.7.3 Форма углерода в расплаве чугуна и давление пара углерода……………...456

9.3.8 Кристаллизация железоуглеродистых сплавов высокотемпературной плавки…….460

Выводы к главе 9…………………………………………...………………………………………469
Список литературы к главе 9……………………...………………………………………………471
Тематический список научных работ автора……………………………………………………475
ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ (ПРИЛОЖЕНИЕ)………………………..……………….477

ВВЕДЕНИЕ

Наша цивилизация, и это не будет преувеличением,  базируется на применении в 

различных машинах, механизмах и конструкциях подавляющего объема сплавов на основе 
сплавов железа - чугуна и стали. Выпуск стали в мире, по оценке World Steel Association 
(WSA), для 64 ведущих стран-производителей за 2022 год составил 140,7 млн. тонн товарной 
стали и 1 878,5 млн. тонн нерафинированной стали. Производство чугуна за 2022 год составило: 
1,39 млрд. т, из которых 1,28 млрд. т получено доменным способом и 110,5 млн. т – методом 
прямого 
восстановления 
железа.
Для 
сравнения, 
по 
данным 
Международной 

исследовательской группы по меди (ICSG), производство рафинированной меди, лидера 
среди цветных металлов,  на мировом рынке в 2022 г. составило 25,672 млн. тонн. Сталь и 
чугун – это скелет нашей цивилизации и одним из приоритетных направлений в области 
теории сплавов является изучение, совершенствование и развитие стали и чугуна как 
базовых сплавов, как основных сплавов системы Fe-C, и, следовательно,  описание 
диаграммы Fe-100%C, как в теоретическом, так и в экспериментальном аспекте не теряет 
своей актуальности и сегодня. Знание и управление фазовыми превращениями в 
соответствии с диаграммой состояния сплавов системы Fe-100%C является теоретической, 
технологической и физико-химической основой металлургии, металловедения и термической 
обработки стали и чугунов. Важнейшим направлением является изучение жидкого состояния 
системы Fe-100%C.

В настоящее время  существуют значительные «белые» области, где структура 

фазовой диаграммы Fe-100%C окончательно не установлена - в диапазонах температур, и 
составов, не связанных непосредственно с производством железа и стали, в частности, в 
области фазовых равновесий жидкость-пар.. Прежде всего, это относится к карбидной 
области диаграммы, лежащей правее линии цементита, которая в настоящее время 
обсуждается только в теоретическом плане.  К другим проблемам диаграммы Fe-100%C
следует отнести: отсутствие полной физико-химической идентификации ключевых 
карбидных фаз, таких как цементит Ɵ-Fe3C, карбид Хегга  χ-Fe5C2, карбид Экстрема-Адкокка 
æ-Fe7C3, ε-карбид Fe2C и монокарбид FeC;  отсутствие областей фазовых превращений с их 
участием в структуре существующих вариантов диаграмм состояния сплавов Fe-100%C; 
гипотетические предположения о фазовом строении карбидной области диаграммы (правее 
линии цементита); неясность о физической природе и области гомогенности цементита.
Установлено, что карбиды являются нестехиометрическими соединениями,  т.е. фазами 
переменного состава, содержащие стехиометрический состав или твердыми растворами 
внедрения второго рода на основе дальтонидов и бертоллидов. 

К другим проблемам диаграммы Fe-100%C следует отнести отсутствие внятного 

механизма полиморфного превращения. В настоящее время многие исследователи считают, 
что, во-первых, полиморфное превращение α-Feγ-Fe менее изучено, чем аналогичные 
превращения в других системах, т.е., косвенно утверждается, что прямых исследований 
полиморфизма чистого железа вообще не проводилось. Во-вторых, механизм мартенситного 
превращения в стали, который в настоящее время достаточно хорошо исследован, 
произвольно перенесен на α-Feγ-Fe
полиморфное превращение чистого железа. 

Фактически признается, что механизм превращения переохлажденного аустенита в 
мартенсит и полиморфное превращение чистого железа суть тождественны, что 
недопустимо. 
Предложен уточненный вариант диаграмме Fe-100%C  со следующими 

фазовыми превращениями: кристаллизация цементита Ɵ-Fe3C, ε-карбида Fe2C, карбида 
Хегга  χ-Fe5C2, карбида Экстрема-Адкокка æ-Fe7C3 и монокарбида FeС
описывается в 

рамках фазового превращения по реакции нонвариантного трехфазного перитектического 
равновесия. Введено низкотемпературное карбидное превращение перитектоидного типа, 
при котором твердые растворы феррита и цементита образуют твердый раствор широкой 
области гомогенности на основе бертоллида ε-карбида Fe2C. 

ГЛАВА 1

ЭВОЛЮЦИЯ ДИАГРАММЫ Fе-Fе3C

Рассмотрены основные этапы эволюции диаграммы Fe-Fe3C. В настоящее время  
существуют значительные «белые» области, где структура фазовой диаграммы Fe-Fe3C
окончательно не установлена - в диапазонах температурb составов, не связанных 
непосредственно с производством железа и стали. Прежде всего, это относится к 
карбидной области диаграммы, лежащей правее линии цементита, которая в настоящее 
время обсуждается только в теоретическом плане. Рассмотрены основные проблемы 
диаграммы, к которым следует отнести: отсутствие полной физико-химической 
идентификации ключевых карбидных фаз, таких как цементит Ɵ-Fe3C, карбид Хегга  χFe5C2, карбид Экстрема-Адкокка æ-Fe7C3 и ε-карбид Fe2C;  отсутствие областей фазовых 
превращений с их участием в структуре существующих вариантов диаграмм состояния 
сплавов Fe-Fe3C; гипотетические предположения о фазовом строении карбидной области 
диаграммы (правее линии цементита); неясность о физической природе и области 
гомогенности цементита.
Выполнен анализ вариантов диаграммы «железо-алмаз». 

Показано, что прямое превращение карбидов железа в алмаз под давлением невозможно. 
Трансформация цементита в алмаз возможна только в окислительно-восстановительных 
реакциях на основе оксида железа, т.е. через окисление цементита под высокими 
давлениями и температурой. Исследованы фазовые превращения карбидов железа и 
фазовая диаграмма Fe-Fe3C в условиях температур и давлений ядра Земли. Рассмотрены 
существующие варианты диаграмм состояния сплавов системы Fe-Fe3C при сверхвысоких 
давлениях и выполнен анализ процессов структурообразования высокоуглеродистых сплавов 
закаленных под высоким давлением с различных температур.
Установлено, что 

термодинамические свойства и кристаллические структуры карбидов железа практически 
не зависят от уровна внешнего давления. Проанализированы ревизионистские варианты 
диаграмм Fe-Fe3C и показана их несостоятельность и псевдонаучность.

1.1 Диаграмма фазового равновесия в системе сплавов Fe -Fe3C

Несмотря на тщательное и всестороннее исследование диаграммы состояния сплавов 

на основе системы «железо-цементит» (Fe-Fe3C), некоторые аспекты ее строения изучены 
недостаточно полно или не были приняты во внимание из-за их незначительности в плане 
практического  применения и учета в конкретных сплавах и технологических процессах. В 
настоящее время существуют значительные «белые» области, где структура фазовой 
диаграммы Fe-Fe3C окончательно не установлена - в диапазонах температур и составов, не 
связанных непосредственно с производством железа и стали.

Основоположником современной диаграммы состояния сплавов системы Fe-Fe3C

является великий русский металлург и металловед Д.К.Чернов. На рисунке 1.1 показан 
усовершенствованный вариант расположения точек фазовых превращений (точек Чернова), 
выполненный Д.К. Черновым [1], ставших основой разработки диаграммы Fe-Fe3C.

Из справочника О.А.Банных [2] на рисунке 1.2 показан вариант классической 

диаграммы  Fe-Fe3C, который традиционно (по умолчанию) используется в современной 
отечественной научной и учебной литературе.