Влияние растворимости углерода на структуру сплава
В связи с изменением растворимости углерода в a- и g-железе при охлаждении и нагревании структура сплавов также изменяется. При охлаждении твердые растворы пересыщаются углеродом и выделяются кристаллы высокоуглеродистых фаз (цементита или графита). Из рисунка 1.3 видно, что при охлаждении сплава I ниже температуры точки 7 из феррита выделяются кристаллы цементита третичного. В сплаве VI в интервале температур 3-4 из аустенита выделяется цементит вторичный. При нагревании высокоуглеродистые фазы (в сплавах I и VI это цементит) растворяются в феррите или в аустените.
Зарождение и рост кристаллов цементита в пересыщенных растворах происходит обычно с большей скоростью, чем образование графита, и поэтому железоуглеродистые сплавы часто метастабильны. В зависимости от переохлажденияцементит, выделяющийся из твёрдого раствора, может иметь вид равноосных кристаллов, пограничной сетки, пластин и игл.
При высокотемпературных выдержках кристаллы цементита сфероидизируются; может происходить и процесс коалесценции. Если сплавы, содержащие цементит, длительно выдерживать при повышенных температурах, происходит графитизация – зарождается и растет графит, а цементит растворяется. Этот процесс используется при производстве изделий из графитизированной стали и ковкого чугуна.
|
Распад аустенита при охлаждении
Важную роль при формировании структуры в твердом состоянии играет эвтектоидный распад аустенита на феррит и высокоуглеродистую фазу. При очень малых переохлаждениях образуются феррит и графит, при небольшом увеличении переохлаждения – феррит и сфероидизированный цементит, затем смесь феррита и цементита приобретает пластинчатое строение перлита, тем более тонкое, чем больше переохлаждение. При переохлаждениях, измеряемых сотнями градусов, эвтектоидный распад подавляется, и аустенит превращается в мартенсит.
|
|
|
Из рис. 1.3 и 1.4 видно, что при медленном охлаждении сплавы, содержащие более 0,02% С при температуре 727 °С испытывают эвтектоидное превращение аустенита в фазовую смесь феррита и цементита (перлит). На кривых охлаждения появляется горизонтальная площадка.
Порядок выполнения работы
Ознакомиться с методическим пособием. Вычертить диаграмму «железо – цементит», подписать все точки, линии, поля диаграммы. Ответить на контрольные вопросы. Построить кривую охлаждения для сплава из жидкого состояния до комнатной температуры. Объяснить, какие фазовые и структурные превращения испытывает сплав при охлаждении. Концентрация углерода выбирается согласно своему варианту из таблицы 1.1 или задается преподавателем.
|
|
|
Таблица 1.1
Варианты индивидуальных заданий
| Номер варианта | Содержание углерода, % | Номер варианта | Содержание углерода, % |
| 1 | 0,05 | 13 | 1,60 |
| 2 | 0,12 | 14 | 2,30 |
| 3 | 0,16 | 15 | 2,50 |
| 4 | 0,20 | 16 | 2,80 |
| 5 | 0,35 | 17 | 3,00 |
| 6 | 0,40 | 18 | 3,50 |
| 7 | 0,50 | 19 | 3,80 |
| 8 | 0,60 | 20 | 4,20 |
| 9 | 0,80 | 21 | 4,50 |
| 10 | 1,00 | 22 | 5,00 |
| 11 | 1,20 | 23 | 5,50 |
| 12 | 1,40 | 24 | 6,0 |
Контрольные вопросы
1.
|
2. Что называется фазой? Какие фазы существуют в сплавах железа с углеродом в случае стабильного равновесия? Охарактеризуйте каждую из кристаллических фаз.
3. Какие точки на диаграмме показывают температуры полиморфных превращений в железе?
4. Назовите точки диаграммы, отвечающие предельным содержаниям углерода в твердых растворах.
5. Что показывают линии ликвидус и солидус?
6. Перечислите изотермические превращения в системе «Fe – Fe3C».
7. Какое влияние оказывает скорость охлаждения на формирование структуры сплавов?
Лабораторная работа 2
Изучение микроструктуры и свойств углеродистых сталей и чугунов
Цель работы: изучить равновесную структуру углеродистых сталей и чугунов, научиться определять содержание углерода в сталях по микроструктуре, установить взаимосвязь между структурой, свойствами, применением сталей и чугунов.
|
|
|
Сплав железа с углеродом менее 2,14% называется сталью. Кроме железа и углерода сталь содержит технологические добавки – кремний и марганец, вводимые при выплавке для раскисления, то есть для удаления вредных оксидов, особенно FeО. В процессе выплавки, несмотря на различные технологические приемы, в сталях остаются вредные примеси – фосфор и сера.
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 187; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!