Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Железо-цементит, ее практическое назначение
Более 70% всех конструкционных материалов – это чёрные металлы, то есть сплавы железа с углеродом – стали и чугуны. Объёмы производства сталей и чугунов в 10 раз больше, чем всех остальных металлов. Это объясняется большим сопротивлением деформации (прочность), разрушению (надёжность), а также сравнительной доступностью и стоимостью. Положение критических точек, в которых происходят фазовые превращения, уточняется до сих пор, по мере появления более точных методов исследования и очистки металлов. Так, например, сравнительно недавно удалось определить температуру плавления цементита – химического соединения Fe3C. Этот карбид достаточно устойчив и поэтому играет роль самостоятельного компонента системы. В цементите 6,67% С, он очень хрупок, поэтому рассматривают диаграмму состояния Fe - Fe3C, имеющую большое практическое значение. Вторая нижняя шкала по оси абсцисс позволяет определить содержание цементита в сплаве, если умножить содержание углерода по верхней шкале на 15 (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Диаграмма состояния железо-цементит
Фазы системы: жидкость (Ж), карбид железа – цементит (Ц), твёрдый раствор в α-железе – феррит (Ф), твёрдый раствор в γ-железе – аустенит (А). Горизонтальные линии: перитектическая HJB, эвтектическаяECF, эвтектоиднаяPSK. Эвтектическая смесь называется ледебуритом, а эвтектоидная смесь – перлитом. Сплавы до 0,5% С испытывают перитектическое превращение, которое не имеет большого значения, потому что в результате образуется аустенит. Кристаллизация из жидкости называется первичной, а из аустенита – вторичной. Сплавы с содержанием менее 2,14% С при первичной кристаллизации содержат аустенит, обладающий ковкостью, эти сплавы назвали сталями. По диаграмме состояния можно определить состав и структуру сплава при любой температуре, что позволяет получать материал с заранее заданными свойствами. Пользуясь диаграммой Fe - Fe3C, можно определить температуры ковки, заливки в форму, нагрева стали под закалку, термомеханической и химико-термической обработки, других операций термической обработки. По диаграмме можно определить технологию легирования стали и чугуна разными элементами, сдвигающими критические точки. Углерод сильно влияет на свойства стали (прочность, пластичность, ударную вязкость, твёрдость, хладоёмкость и т.д.). Feα от низких температур до 768оС, эта фаза имеет решетку о.ц.к., низкую прочность и твердость 80 НВ, низкий предел текучести, удельный вес 7,8 г/см3, обладает магнитными свойствами (является ферромагнетиком), растворяет углерод 0,006% при 20оС и 0,02% при 727оС. Твердый раствор углерода в Feб называется ферритом. Свойства феррита близки к свойствам чистого Fe. Feβ — о.ц.к., существует от 768оС до 910оС, растворяет углерод в небольших количествах, немагнитен, при температуре 768оС теряет магнетизм, 768оС — точка Кюри, парамагнетик. При температуре 910-1400оС существует Feγ, решетка г.ц.к. это железо немагнитно, растворяет 2,14% С при температуре 1147оС. Раствор углерода в Feγ называется аустенитом, он немагнитен, тверже феррита, достаточно пластичен. Feβсуществует при температуре 1400-1539оС. При температуре 1539оС происходит плавление Fe. Переход Feα→Feγ происходит с изменением объема (1%) (у α больше V). Fe3C - 6,7% С, твердость - 800 НВ. Fe3C- цементит, при низких температурах магнитен. Fe3C > Fe + Графит. При температуре 1147оС идет реакция, в результате которой образуется эвтектика: смесь аустенита и цементита - ледебурит, [А+Ц] - 4,3% С. Феррит + цементит + перлит. [Ф+Ц] - 0,8% С, твердость НВ 800. Из жидкости выделяется ЦI, из А – ЦII из Ф – ЦIII. До 2,14% С - стали, после - чугуны. Сначала жидкость переходит в аустенит, потом происходит переход жидкости в ледебурит аустенитовый (эвтектическая реакция), аустенит переходит в перлит (эвтектоидная реакция), аустенит переходит в феррит. Контрольные вопросы 1. Как определить содержание цементита в сплаве по второй нижней шкале по оси абсцисс диаграммы состояния железо-цементит? 2. Назовите фазы системы состояния железо-цементит. 3. На какие механические свойства стали влияет углерод? 4. Как на практике можно использовать диаграмму состояния железо-цементит?
Углеродистые стали. Влияние примесей на структуру |
||
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-11; просмотров: 371. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |