Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Часть 2

Основы термообработки

Конспект лекций

 

г. Самара

 

Содержание

Введение 3

1.Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов 3

1.1Компоненты и структурные составляющие в диаграмме железо- углерод 3

1.2 Диаграмма состояния железо – цементит 7

1.3 Кристаллизация и формирование структуры сплавов 9

1.4 Принципы классификации и маркировки сталей 12

1.5 Влияние постоянных примесей на структуру и свойства стали 13

1.6 Влияние углерода на свойства стали 14

1.7 Применение сталей 16

2. Основы теории термической обработки 21

2.1 Виды термической обработки металлов 21

2.2 Отжиг 23

2.3 Закалка 24

2.4 Отпуск 25

2.5 Старение 25

2.6 Химико-термическая обработка 26

2.7 Термомеханическая обработка 27

3. Термическая обработка стали 28

3.1 Основные фазовые превращения при термообработке стали 28

3.2 Превращения в стали при нагреве. Образование аустенита 29

3.3Превращение аустенита в перлит 31

3.4 Превращение аустенита в мартенсит 33

3.5 Превращения мартенсита в перлит при отпуске 35

4. Основы технологии термической обработки стали 36

4.1 Отжиг стали 36

4.2 Закалка стали 40

4.3 Отпуск стали 42

4.4 Отпускная хрупкость 43

4.5. Способы закалки стали 44

4.6 Поверхностная закалка 46

4.7. Прокаливаемость и закаливаемость стали 47

5.Термомеханическая обработка стали 50

6.Химико-термическая обработка стали 51

6.1. Общая характеристика химико-термической обработки стали 51

6.2. Цементация 52

6.3. Азотирование 56

6.4. Нитроцементация 58

6.5. Цианирование 59

6.6 Сульфоазотирование 59

6.7 Борирование 59

6.8 Силицирование 60

6.9Диффузионное насыщение металлами 60

 

Список рекомендуемой литературы 63

Введение

Материаловедение — наука о связях между составом, строени­ем и свойствами материалов и закономерностях их изменений при внешних физико-химических воздействиях.

Все материалы по химической основе делятся на две основные группы — металлические и неметаллические. К металлическим материалам относятся металлы и их сплавы. Металлы составляют более 2/3 всех известных химических элементов.

В свою очередь, металлические материалы делятся на черные и цветные.К черным относятся железо и сплавы на его основе — стали и чугуны. Все остальные металлы относятся к цветным. Чистые металлы обладают низкими механическими свойствами по сравнению со сплавами, и поэтому их применение ограничивается теми случаями, когда необходимо использовать их специальные свойства (например, магнитные или электрические).

Практическое значение различных металлов не одинаково. Наибольшее применение в технике приобрели черные металлы. На основе железа изготавливают более 90% всей металлопродукции. Однако цветные металлы обладают целым рядом ценных физико-химических свойств, которые делают их незаменимыми. Из цветных металлов наибольшее промышленное значение имеют алюминий, медь, магний, титан и др.

Кроме металлических, в промышленности значительное место занимают различные неметаллические материалы - пластмассы, керамика, резина и др. Их производство и применение развивается в настоящее время опережающими темпами по сравнению с металлическими материалами. Но использование их в промышленности невелико (до 10%) и предсказание тридцатилетней давности о том, что неметаллические материалы к концу века существенно потеснят металлические, не оправдалось.

 

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов

Железоуглеродистые сплавы – стали и чугуны – важнейшие металлические сплавы современной техники. Производство чугуна и стали по объему превосходит производство всех других металлов вместе взятых более чем в десять раз.

Диаграмма состояния железо – углерод дает основное представление о строении железоуглеродистых сплавов – сталей и чугунов.

Начало изучению диаграммы железо – углерод положил Чернов Д.К. в 1868 году. Чернов впервые указал на существование в стали критических точек и на зависимость их положения от содержания углерода.