TheFe-CPhaseDiagram 2

The  Fe-C  diagram  in  Fig.  1  is  of  experimental  origin.  The  knowledge  of  the  thermodynamic  principles  and  modern
thermodynamic  data  now  permits  very  accurate  calculations  of  this  diagram  (Ref  4).  This  is  particularly  useful  when
phase  boundaries  must  be  extrapolated  and  at  low  temperatures  where  the  experimental  equilibria  are  extremely  slow  to
develop.
If  alloying  elements  are  added  to  the  iron-carbon  alloy  (steel),  the  position  of  theA1,A3,  andAcm  boundaries  and  the
eutectoid  composition  are  changed.  Classical  diagrams  introduced  by  Bain  (Ref  5)  show  the  variation  ofA1  and  the
eutectoid  carbon  content  with  increasing  amount  of  a  selected  number  of  alloying  elements  (Fig.  2).  It  suffices  here  to
mention  that  (1)  all  important  alloying  elements  decrease  the  eutectoid  carbon  content,  (2)  the  austenite-stabilizing
elements manganese and nickel decreaseA1, and (3) the ferrite-stabilizing elements chromium, silicon, molybdenum, and
tungsten  increaseA1.  These  classifications  relate  directly  to  the  synergisms  in  quench  hardening  as  described  in  the
articles  "Quantitative  Prediction  of  Transformation  Hardening  in  Steels"  and  "Quenching  of  Steel"in  this  Volume.
Modern  thermodynamic  calculations  allow  accurate  determinations  of  these  shifts  that  affect  the  driving  force  for  phase
transformation  (see  below).  These  methods  also  permit  calculation  of  complete  ternary  and  higher-order  phase  diagrams
including alloy carbides(Ref 6). Reference should be made to the Calphad computer system (Ref7).