1. Изучите содержание вышеизложенной лабораторной работы.
2. Используя показания отсчета температур согласно заданному варианту, постройте кривые охлаждения сплавов.
3. Найдите критические точки сплавов и занесите их в сводную таблицу значений критических точек.
4. Постройте диаграмму состояния и обозначьте фазовый состав областей и структуры сплавов.
5. Оформите отчет.
Вариант 1. Таблица отсчетов температур для диаграммы «Серебро – медь»
| № п/п | 100 % Аq | 5 % Сu 95 % Аq | 14,1 % Сu 85,9 % Аq | 20 % Сu 80 % Аq | 39,9 % Сu 60,1 % Аq | 80 % Сu 20 % Аq | 95 % Сu 5 % Аq | 97,5 % Сu 2,5 % Аq | 100 % Сu | |
| 960,5 | ||||||||||
| 960,5 | ||||||||||
| 960,5 | ||||||||||
| 960,5 | ||||||||||
| 960,5 | ||||||||||
| 960,5 | ||||||||||
| 960,5 | ||||||||||
| 960,5 | ||||||||||
Вариант 2. Таблица отсчетов температур для диаграммы «Олово – цинк»
| № п/п | 100 % Sn | 100 % Zn | 4 % Sn 96 % Zn | 9 % Sn 91 % Zn | 20 % Sn 80 % Zn | 50 % Sn 50 % Zn |
4.4. Лабораторная работа № 4
МИкроструктура железоуглеродистых сплавов
в равновесном состоянии
Цель работы: изучение микроструктуры сталей и чугунов в равновесном состоянии и установление связей между структурой и свойствами.
Содержание работы
1.1. Фазы и структуры диаграммы «Железо – цементит»
Под равновесным состоянием понимается состояние, при котором все фазовые превращения в сплаве полностью закончились в соответствии с диаграммой состояния. Это происходит только при медленном охлаждении. Основой для определения фазовых и структурных составляющих железоуглеродистых сплавов в равновесном состоянии является диаграмма состояния «Железо – цементит» (рис. 4.4.1). В сплавах железа с углеродом образуются следующие фазы и структуры.
Рис. 4.4.1. Диаграмма состояния «Железо – цементит»
Аустенит – твердый растворвнедрения углерода в Feγ иболее твердыйи пластичный (δ = 40–50 %, 2000–2500 НВ), не магнитен. Предельная концентрация углерода достигает 2,14 % при 1147 °С. Кристаллическая решетка – кубическая гранецентрированная.
Феррит – твердый растворвнедрения углерода в Feα – мягкая, пластичная фаза (σВ = 300 МПа, δ = 40 %, ψ = 70 %, 650–800 HB). Различают низкотемпературный и высокотемпературный феррит. Феррит магнитен до 768 ºС. Кристаллическая решетка – кубическая объемно-центрированная. Предельная концентрация углерода в феррите при 0 ºС – 0,006 %, при 727 ºС – 0,02 %, в высокотемпературном феррите – 0,1 %.
Увеличение содержания углерода свыше 0,02 % вызывает образование третьей фазы – цементита, которая представляет собой химическое соединение Fe3C, имеет высокую твердость (8000 НВ), но практически нулевую пластичность. Температура плавления цементита – около 1250 ºС. Полиморфных превращений не испытывает, но при низких температурах слабоферромагнитен. Кристаллическая решетка ромбическая.
Перлит – эвтектоидная смесь феррита и цементита является прочной структурной составляющей (σВ = 800–900 МПа, δ = 16 %, 1800 HB).
Ледебурит – э втектическая смесь аустенита и цементита в интервале температур 1147 – 727ºС, а ниже линии SK (727 ºС) – смесь перлита и цементита. Ледебурит имеет высокую твердость > 6000 HB, но хрупок.
Графит – полиморфная модификация углерода, кристаллическая решетка которого образована параллельными слоями гексагональных сеток. Графит электропроводен, имеет малую прочность (≈ σВ= 5–10 МПа) и твердость (НВ 30).
