Fergana polytechnic insitute mechanical engineering faculty department of mechanical engineering and automation

WORK PROCEDURE . 
To increase the theoretical knowledge of iron and its alloys and to analyze the 
iron-carbon phase diagram 
5 – Laboratory work 
REPORT 
Topic: Work on the iron carbon phase diagram 
1. Purpose of work. 
2. Necessary equipment and measuring instruments. 
3 . Summary of the work done. 
Control questions. 
1. What is a state diagram? 
2. What is eutectic? 
3. What is the melting point of metals? 
4. What is Ferrite - Perlite. 
5. What is austenite, cementite. 

---

147 
6. What is Ledeburit.

---

148 
Laboratory work -6 
Topic: Carbon steel structure. 
Purpose of work:
Practical acquaintance with the method of microscopic 
analysis of metals, studying the microstructure (internal structure) of carbon steel 
and cast iron, determining the amount of carbon in pre-eutectoid steels depending 
on its microstructure 
Necessary tools and materials: 
Metallographic microscope. Steel samples with different composition. Circle 
and ruler. Atlas of microstructures of metals and alloys 
Theoretical information 
Usually, if the iron-carbon alloys contain up to 0.025 percent carbon, it is 
technical iron
, if it is up to 0.025-2.14 percent carbon - 
steel 
, and if there is up to 
2.14-6.67 percent carbon - 
cast iron. 
Since these alloys contain chemical elements such as silicon, manganese, sulfur 
and phosphorus, in addition to iron and carbon, they are considered to be alloys with 
a complex composition. But due to the small amount of chemical elements other 
than iron (Fe) and carbon (C) in their composition, these alloys are considered iron-
carbon alloys. When iron-carbon alloys are cooled slowly at different temperatures 
the changes that occur are shown in the state diagram. The study of the state diagram 
of iron-carbon alloys is of great practical importance, and the processes of thermal 
treatment of cast iron and steel are based on this diagram. In studying such diagrams, 
it is necessary to consider the case of alloys with different compositions, from pure 
iron (Fe) to pure carbon (C), but the iron-carbon alloys used in practice contain only 
up to 5 percent carbon. Therefore, in the study of state diagrams of iron-carbon 
alloys, alloys of iron and carbon, called cementite, formed by a chemical compound 
containing Fe 
3 
C are considered. Not (C), but cement with iron (Fe) will be titanium 
(Fe 
3 
C). The diagram is called a state diagram of the ferro-cementite system. 
In practice, drawing up the iron-cementite diagram is based on the results of 
thermal analysis 

---

149 
State diagram of iron-carbon alloy 
For this, in the coordinate system, the carbon content in the alloy is placed along 
the abscissa axis, and the temperature of the alloy along the ordinate axis. Then, after 
determining the critical temperatures and structures of alloys with different 
compositions from iron to cementite, determining the starting and ending 
temperatures of crystallization and recrystallization of alloys with different 
concentrations, and connecting these points, the state of iron-cementite alloys 
diagram will appear. 
The ferro-cementite state diagram represents the structural changes that occur 
when iron-carbon alloys are slowly cooled from the liquid state to room temperature. 
Therefore, the structures of iron-carbon alloys formed are called equilibrium or 
stable structures.
Figure 1 shows the phase diagram of iron-carbon alloys. 
When iron-carbon alloys are cooled from a liquid state slowly (less than 10°C 
per hour) to room temperature, microscopic analysis shows that stable structures 

---

150 
such as ferrite, cementite, austenite, pearlite, ledeburite, and graphite are formed. 
can be seen.