Строение и свойства сплавов железо-углерод. твердые растворы, механические смеси, химические соединения.

Сплав – вещество полученное сплавлением двух и более химических элементов(компонентов).

Компонент преобладающий в сплаве – основной, другие компоненты называются примесями или легирующими.

При сплавлении вещества могу образовываться:

1) 1Твердые растворы замещения,

2 Твердые растворы внедрения.

2) Механические смеси.

3) Химические соединения.

Твердые растворы замещения - образуются в результате оплавления двух химических элементов обладающих схожими:

· валентностями

· размерами атомов

· типами кристаллической решетки

в результате сплавления тип кристаллической решетки не меняются, свойства меняются незначительно.

Твердые растворы внедрения - возникают в результате сплавления химических элементов у которых наблюдается несовпадения в ряде параметров, например: Feα – это раствор внедрения углерода в железо => α -модификация

В результате такого сплавления вещество обладает типом кристаллической решетки основного компонента сплава, механические свойства меняются значительно.

Механические смеси- могут образовываться из расплавленного состояния (из однородной жидкой фазы) и называется эвтектическими механическими смесями (эвтектика);

- могут образовываться при охлаждении из твердой фазы, в этом случае они называются эвтектоидными (эвтектоид).

Например: для железоуглеродистых сплавов примером эвтектики может служить Л- ледобурит – эвтектический чугун. А примером эвтектоидной механической смеси П- перлит-эвтектоидная сталь.[примером механической смеси могут служить сплавы Ме с Ме, Ме с неМе]

Свойства сплавов значительно отличаются от свойств компонентов входящих в сплав.

Химические соединения - в результате возникает новый тип кристаллической решетки(отличный от типов решеток компонент), свойства меняются весьма значительно. Химическим соединениям присуще постоянство химического состава, вплоть до t плавления(т.е. при нагреве не наблюдается повышение растворимости хим.элементов друг в друге).

Стали. Маркировка углеродистых сталей обыкновенного качества и качественных. Примеры.

Сталь – сплав Fe и С(и других компонентов), в котором содержание углерода составляет от 0,025 до 2,14%.

Углеродистые стали.

Структура:

Химический состав.

Углеродистые(ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-75) В свою очередь углеродистые стали могут быть: · малоуглеродистыми, содержащими углерода менее 0,25%; · среднеуглеродистыми, содержание углерода составляет 0,25-0,60% · высокоуглеродистыми, в которых концентрация углерода превышает 0,60%

Углеродистые: · Доэвтектоидные: структура(Ф+П), С=0,25-0,8% · Эвтектоидные: структура П, С=0,8% · Заэвтектоидные: С=0,8-2,14%

Назначение.

По назначению стали бывают:

· Конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий.

· Инструментальные, из которых изготовляют режущий, мерительный, штамповый и прочие инструменты. Эти стали содержат более 0,65% углерода.

· С особыми физическими свойствами, например, с определенными магнитными характеристиками или малым коэффициентом линейного расширения: электротехническая сталь, суперинвар.

· С особыми химическими свойствами, например, нержавеющие, жаростойкие или жаропрочные стали.

· Строительные для изготовления элементов конфигурации. Малоуглеродистые стали, которые не склонны к закалке при приведенных различных операций связанных с нагревом и охлаждением. Который подразделяет на стали обычной прочности и высокопрочные.

· Машиностроительные - для изготовления деталей машинных пружин, подшипников и инструментов. Средние и высокоуглеродистые стали, а так же средние и высокоуглеродистые стали которые подвергаются закалке с образованием структуры мартенсит. Для пружин используется среднеуглеродистая сталь.

· Специального назначения - для повышения свойств жаропрочности окаленно-стойкости химически активным средам, нержавеющих свойств и т.д. используются средне и высоколегированные стали.