Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Компоненты и фазы в сплавах железо-углерод.
Железоуглеродистые сплавы — стали и чугуны — это сплавы железа с углеродом и другими элементами. Их свойства определяются свойствами и количеством железа и углерода, а также характером взаимодействия между ними. Структурные превращения, протекающие в железе при нагреве и охлаждении,сопровождаются появлением площадок на соответствующих кривых.(рис. 6.1.) Железо (Fе). Температура плавления железа 1539°С, удельный вес железа — 7,87.104 Н/м3 (7,87 г/см3). Технически чистое железо содержит около 0,1-0,15% примесей. Прочность технически чистого железа невелика =250 МПа, твердость 45—80 НВ, пластичность высокая δ=50%. Температуры, при которых происходят превращения в железе и железоуглеродистых сплавах называются критическими. Они обозначаются буквой А и порядковым номером, определяющим вид превращения. Железо является полиморфным металлом и имеет две полиморфные (аллотропические) модификации атомно-кристаллической решетки: — альфа-железо ( или Feα) до 911°С и выше 1392°С имеет объемно – центрированную кубическую решетку (ОЦК). Высокотемпературную модификацию альфа-железа называют δ- железом (обозначается или ,) так как, имея тот же тип кристаллической решетки, что и Feα, отличается от нее величиной параметра. При нагреве до 768°С Feα магнитно, а в интервале 768°С —910°С немагнитно. Кривая охлаждения помимо температуры кристаллизации фиксирует два полиморфных и одно магнитное превращение, не связанное с перестройкой кристаллической решетки. Температуру 768°С перехода магнитного альфа-железа в немагнитное называют точкой Кюри. Эта температура принята за критическую и обозначается . — в интервале 911°С – 1392°С (1400°С) железо имеет гранецентрированную кубическую решетку (называется гамма-железо, обозначается или ). Гамма-железо немагнитно. При нагревании железо самопроизвольно претерпевает полиморфные превращения, последовательно переходя из одной формы кристаллического строения решетки в другую. Движущей силой этого процесса является стремление вещества к наименьшему запасу свободной энергии. Железо со многими элементами образует твердые растворы: с металлами — твердые растворы замещения; с неметаллами (углеродом, азотом, бором и др.) — твердые растворы внедрения.
Углерод (С). Температура плавления 3500°С, удельный вес графита 2,25.104 Н/м3 (2,25 г/см3). Углерод полиморфен и кристаллизуется в двух модификациях: в виде алмаза (двойная кубическая кристаллическая решетка) и в виде графита (гексагональная кристаллическая решетка).Графит обладает низкой прочностью, при 20°С =20 МПа, с повышением температуры прочность графита растет. В железоуглеродистых сплавах углерод может быть: - в виде графита; - в виде химического соединения Fе3С — карбида железа - цементита; в составе твердого раствора внедрения в альфа - железе (в очень малых до 0,02%) или в гамма – железе (до 2,14%). Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов. В железоуглеродистых сплавах наблюдается следующие фазы: жидкий раствор, твердые растворы углерода в альфа-железе (феррит), в гамма-железе (аустенит) и цементит. Основными структурными составляющими железоуглеродистых сплавов являются: феррит, аустенит, цементит, графит, перлит, ледебурит. Цементит (Ц) — химическое соединение Fе3С, карбид железа, обладает металлическими свойствами, имеет сложную кристаллическую решетку. Температура плавления ~1500°С (температура диссоциации 1252°С). В цементите содержится 6,67 весовых процентов углерода и 93,33 —железа. Цементит очень твердая фаза (800 НВ), но хрупкая (). В железоуглеродистых сплавах цементит, как структурная составляющая, может быть в виде мелких округлых частиц, пластинок, сетки, игл и пр. Форма и размеры частиц цементита оказывают большое влияние на свойства сплавов. Феррит (Ф) — твердый раствор внедрения углерода в альфа-железе, обозначается имеет кубическую объемно-центрированную решетку. Растворимость углерода в альфа-железе при комнатной температуре составляет 0,006%, а при температуре (727°С) — критической температуре — 0,02%. Феррит магнитен. Это самая мягкая структурная составляющая железоуглеродистых сплавов (60—80 НВ), его свойства близки к свойствам технически чистого железа. Феррит является структурой технического железа. Феррит как структурная составляющая, может быть в виде множества зерен различной величины от округлой до пластинчатой и иглообразной форм, образующих массивы, сетки, смеси и пр.
Аустенит (А)— твердый раствор внедрения углерода в гамма-железе, обо- значается имеет гранецентрированную кубическую решетку. Предельная растворимость углерода в гамме-железе достигает 2,14% при температуре 1147°С. При понижении температуры растворимость углерода в гамма-железе уменьшается и при температуре 727°С составляет 0,8%. При медленном охлаждении сплавов структура аустенита сохраняется до температуры 727°С. При этой температуре происходит “распад” аустенита с образованием механической смеси феррита и цементита (перлит). Аустенит немагнитен, имеет невысокую твердость (200 НВ) и достаточно высокую пластичность. Аустенит, как структурная составляющая, может быть в виде множества зерен различной величины, образующих массивы, смеси и пр. Перлит (П)— эвтектоид и представляет собой смесь кристаллов цементита и феррита при содержании углерода 0,8%. Твердость перлита находится в пределах 160—250 НВ в зависимости от его строения. Перлит является характерной структурной составляющей сталей. Перлит, как кристаллическая структура может быть, в виде множества пар чередующихся кристаллов феррита и цементита от пластинчатой до зернитой форм,различных размеров (дисперсности). Перлит образуетсяся: при постояннной температуре из кристаллов аустенита, содержание углерода в которых 0,8% при температуре ниже 727°С; в результате вторичной кристаллизации ; в виде множества пар кристаллов обеих фаз.. Ледебурит (Л) – эвтектика, образующаясяся при первичной кристаллизации из жидкого раствора железа и углерода при постоянной температуре 1147°С и строго определенном соотношении компонентов (4,3% углерода)- эвтектическое превращение. Ледебурит (эвтектика) представляет собой механическую смесь, состоящую из аустенита и цементита. При температурах ниже 727°С аустенит превращается в перлит и ледебурит представляет собой смесь перлита и цементита (превращенный ледебурит). Превращенный ледебурит отличается высокой твердостью ( 600 НВ) и является характерной структурной составляющей белых чугунов. Для изучение фазовых и структурных превращений пользуются диаграммой состояния, которые строятся в координатах температура - концентрация.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; просмотров: 70; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.192.71.254 (0.008 с.) |