Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Диаграмма состояния железо-цементит




. Для изу­чения структурных составляющих железоуглеродистых сплавов рас­смотрим диаграмму железо — цементит (рис. 5).

По диаграмме можно определить структуру сплавов как после медленного охлаждения, так и после нагрева. Согласно диаграмме состояния для железоуглеродистых сплавов характерны следующие фазовые и структурные составляющие.

Однофазные составляющие. Феррит — твердый раствор углеро­да в α-железе — Fеа(С). Максимальная растворимость углерода в феррите около 0,006% при 20°С и 0,02% при 7270 С. Кристалличес­кая решетка — объемноцентрированный куб. Феррит —- твердый раствор внедрения: атомы углерода располагаются в междоузлиях решетки железа α. Феррит магнитен и весьма пластичен. Твердость феррита 80-100НВ.

Аустенит — твердый раствор углерода в γ-железе — Fеγ (С). Мак­симальная растворимость углерода в аустените при 1147 0С равна 2,14%. Кристаллическая решетка — гранецентрированный куб. Аус­тенит — твердый раствор внедрения. Аустенит немагнитен и обла­дает меньшим удельным объемом, чем феррит. Твердость аустенита около 200НВ.

Цементит — химическое соединение железа с угле­родом — Fе3С. Цементит имеет сложную (ромбичес­кую) кристаллическую ре­шетку, очень высокую твердость, весьма хрупок.

Двухфазные структуры. Перлит (эвтектоид) пред­ставляет собой смесь фер­рита и цементита. Перлит образуется при медленном

 

Рис.3

1 – печь; 2 – жидкий металл; 3 – тигель; 4 – горячий спай термопары; 5 – термопара; 6 – колпачок; 7 – холодный спай термопары;

8 – гальванометр.

Рис.4

Кривые охлаждения: а – чистого металла; б, в - сплава

 

Рис.5

 

охлаждении из аустенита при температуре 727°С и содержит 0,8% углерода. Процесс превращения аустенита в перлит можно запи­сать формулой:

 

А0.8 → П (Ф0,02 + Ц6,67)

 

В зависимости от формы частиц цементита перлит может быть пластинчатым или зернистым, его твердость, соответственно 200— 220НВ.

Ледебурит (эвтектика) — смесь аустенита и цементита. Ледебу­рит образуется при кристаллизации жидкого раствора постоянного состава (4,3%С) при температуре 1147 °С. Эвтектическое превра­щение с образованием ледебурита можно записать формулой:

 

ЖР4,3 →Л(А2,146,67).

 

Ледебурит имеет очень высокую твердость (800НV), очень хрупок.

В зависимости от содержания углерода железоуглеродистые спла­вы подразделяются на стали и чугуны.

Сталями называются железоуглеродистые сплавы, содержание углерода в которых не превышает 2,14%. Стали с содержанием уг­лерода до 0,8% называются доэвтектоидными, 0,8% — эвтектоидными и больше 0,8% — заэвтектоидными.

Чугунами называются сплавы железа с углеродом, содержащие углерода более 2,14%. Чугуны, содержащие менее 4,3% углерода, называются доэвтектическими, содержащие 4,3% — эвтектически­ми и содержащие более 4,3% — заэвтектическими.

Первичная кристаллизация сплавов системы железо — углерод начинается по достижении температур, соответствующих линии АСD(линия ликвидус), и заканчивается при температурах, обра­зующих линию АЕСF (линия солидус).

При температурах, соответствующих линии АС, из жидкого ра­створа кристаллизуется аустенит. В сплавах, содержащих от 4,3% до 6,67% углерода, при температурах, соответствующих линии СD начинают выделяться кристаллы цементита первичного. Цементит, кристаллизующийся из жидкой фазы, называется первичным.

В точке С при температуре 1147 °С и концентрации углерода в жидком растворе 4,3% образуется эвтектика, которая называется ледебуритом. Процесс первичной кристаллизации чугунов закан­чивается по линии AЕСFобразованием ледебурита.

Таким образом, структура чугунов чуть ниже 1147 °С будет: до-эвтектических — аустенит + ледебурит, эвтектических — ледебу­рит и заэвтектических — цементит (первичный) + ледебурит.

Превращения, происходящие в твердом состоянии, называют­ся вторичной кристаллизацией. Они связаны с переходом при ох­лаждении γ-железа в α-железо и распадом аустенита.

Линия GSсоответствует температурам начала превращения аус­тенита в феррит. Ниже линии GS сплавы состоят из феррита и аус­тенита.

Линия ЕSпоказывает температуру начала выделения цементита из аустенита вследствие уменьшения растворимости углерода в аустените с понижением температуры. Цементит, выделяющийся из аустенита, называется вторичным цементитом.

В точке S при температуре 727 0С и концентрации углерода в aустените 0,8% образуется эвтектоидная смесь, состоящая из фер­рита и цементита, которая называется перлитом. Перлит получает­ся в результате одновременного выпадения из аустенита частиц фер­рита и цементита.

Точка P соответствует максимальной растворимости углерода в α-железе при температуре 727 °С; она составляет 0,02%С.

Линия РQпоказывает на уменьшение растворимости углерода в феррите при охлаждении и выделении цементита, который называется третичным цементитом.

Следовательно, сплавы, содержащие менее 0,006% углерода (точ­ка Q),являются однофазными и имеют структуру чистого феррита, а сплавы, содержащие углерод от 0,006% до 0,02%, состоят из феррита и

цементита третичного и называются техническим железом.

Доэвтектоидные стали при температуре ниже 7270С имеют структуру феррит + перлит, эвтектоидные – перлит и заэвтектоидные – перлит + цементит.

В доэвтектических чугунах в интервале температур 1147—727°С при охлаждении из аустенита выделяется цементит вторич­ный, вследствие уменьшения растворимо­сти углерода (линия SE ) аустенит, обед­ненный углеродом до 0,8% (точка S),пре­вращается в перлит.

При этом превращение претерпевает как структурно свободный аустенит, так и входящий в ледебурит, т.е. происходит пре­вращение ледебурита аустенитового в ле­дебурит перлитовый. Таким образом, пос­ле окончательного охлаждения структура доэвтектических чугунов состоит из цемен­тита вторичного, перлита и ледебурита перлитового.

Структура эвтектических чугунов при температуре ниже 727 °С состоит только из ледебурита перлитового.

Структура заэвтектических чугунов при температуре ниже 727 °С состоит из ледебурита перлитового и цементита первичного.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-09-20; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 709 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Так просто быть добрым - нужно только представить себя на месте другого человека прежде, чем начать его судить. © Марлен Дитрих
==> читать все изречения...

2526 - | 2273 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.