Механические и технологические свойства сплавов, связь с типом диаграмм состояния.

 

Механические и технологические свойства сплавов связаны с типом диаграмм состояния. Эту связь устанавливает закон Н. С. Курнакова. В соответствии с законом Курнакова закономерность изменения свойств в зависимости от концентрации определяется типом взаимодействия компонентов системы или типом диаграммы. Это представлено графически на Рис. 24. Закон Курнакова позволяет на основании диаграммы состояния приблизительно решать вопрос о свойствах сплавов. Например, известно, что чистые металлы обладают низким электросопротивлением. Чтобы получить сплав с высоким электосопротивлением, нужно выбрать систему сплавов второго типа, у которой (твердые растворы) свойства меняются по кривой с максимумом.

Понятие о трехкомпонентных системах.

Для изображения состава тройного сплава обычно пользуются равносторонним треугольником. Точки на в вершинах обозначают чистые компоненты, каждая стороны - соответствующий двойной сплав, а плоскость - тройные сплавы. Рис. 25. Диаграмма тройного сплава для случая полной взаимной растворимости в твердом и жидком состояниях и отсутствием химических соединений изображена на рис. 26.

А А-С 100%

100% ^А_с юо% ^а

Рис. 25. Концентраци- Рис. 26. Тройная диаграм- Рис. 27. Политерми-
онный треугольник. ма второго типа. ческое сечение.

Изучение диаграмм тройных сплавов обычно производят при помощи горизонтальных, изотермических и вертикальных политермических сечений, рис. 27. Имея вертикальное сечение а-в или псевдобинарную диаграмму, можно легко находить критические точки, строить кривые охлаждения и представить все изменения в структуре сплава. Недостатком политермического сечения является невозможность определения концентрации равновесных фаз.

Превращения в сложных системах сплавов, в которых больше трех компонентов, производится с помощью политермических сечений, предполагаемых диаграмм (ложных двойных диаграмм). Например, система нержавеющей стали (Fe-C-Cr-Ni-Ti) изображается построением серии двойных диаграмм Fe-C c постоянным содержанием остальных компонентов.

Лекция № 5

Фазовые превращения в железоуглеродистых сплавах. Диаграмма железо-цементит. Фазы и структурные составляющие стали и белых чугунов. Кривые охлаждения и анализ фазовых превращений железоуглеродистых сплавов.

Фазовые превращения в железоуглеродистых сплавах. Диаграмма железо-цементит.

На рис. 28 представлена диаграмма железо-цементит.(см. лаб.раб. N2) При охлаждении железоуглеродистых расплавов происходят фазовые превращения:

1. Перетектическая реакция: α - твердый Остатки g - твердый

раствор расплава 1493 раствор

Точка Н + Точка В __________ Точка I

0.1 % С 0.51 % С 0.16 % С

Рис. 28 Диаграмма железо-цементит (метастабильная).

2. Эвтектическая реакция: Расплав γ - твердый Fe3C

Точка С 1147 С раствор + Точка F

4,3 % С _____ Точка Е 6,67 % С

2.06 % С

3. Эвтектоидная реакция: γ - твердый α - твердый Fe3C

раствор 723 С раствор + точка К

Точка S ______ Точка Р 6,67 % С

0.8 % С 0.02 % С

На рис. 28 - кривая ликвидуса ABCD; - кривая солидуса AHIECF; - углерод понижает температуру плавления железа (линия ABC); - железо также понижает температуру плавления углерода (и Fe3C) (V- образная форма диаграммы, D - C); - температура А4 (линия NH) растет c увеличением содержания углерода (линия N - I); - температура А3 (линия GOS) уменьшается с увеличением содержания углерода; - область γ - твердого раствора расширяется с увеличением содержания углерода.

Э в т е к т о и д н ы й сплав: точка S = 0.83 % С = перлит. Д о э в т е к т о и д н ы е сплавы: от точки Р к точке S = 0.02 до 0.83 % С = α - Fe + перлит. З а э в т е т о и д н ы е сплавы: от точки S к перпендикуляру из точки Е= от 0.83 до 2,06 % С= Fe3C + перлит. Э в т е к т и ч е с к и й сплав: точка С = 4.3 % С = ледебурит. Д о э в т е т и ч е с к и е сплавы: от перпендикуляра из точки Е к перпендикуляру из точки С = от 2.06 до 4.3 % С = Fe3C + перлит + ледебурит. З а э в т е к т и ч е с к и е сплавы: от точки С к точке F (перпендикуляр); более 4.3% С = Fe3C + ледебурит. Положение основных точек диаграммы железо - цементит показано в таблице 1.

 

Положение в диаграмме железо - цементит	Вид превращения	Обозначение превращения
PSK	723 C α + Fe 3 C = γ	A1
MO	ферромагнитное =============== 768 С парамагнитное	А2
G	915 С α ============= γ 900 С	А2
GOS	α + γ = γ	А3
SE	γ + Fe 3 C = γ	Аm
N	1392 С γ ====== δ	Аm
NH	γ + δ === δ	A4