Задание для самостоятельной работы студентов. 1. Изучите содержание вышеизложенной лабораторной работы

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 Fe_γ 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 Fe_α – мягкая, пластичная фаза (σ_В = 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 (σ_В = 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 (≈ σ_В= 5–10 МПа) и твердость (НВ 30).