| » Статистика |
Онлайн всього: 1 Гостей: 1 Користувачів: 0 |
|
Діаграма стану залізовуглецевих сплавів
|
[ Викачати з сервера (64.3 Kb)
]
| 18.12.2013, 21:56 |
| Діаграма стану залізовуглецевих сплавів
Компоненти і фази системи залізо – вуглець
Компонентами залізовуглецевих сплавів є два хімічні елементи — залізо та вуглець.
Залізо — сріблясто-білий метал з температурою плавлення 1539 °С і густиною 7,87-103 кг/м3. Йому властива добра пластичність, невисока міцність і низька твердість.
Вуглець може перебувати в сплавах у цементиті Fе3С, у твердих розчинах проникнення, а також у вигляді графіту.
До фаз системи залізо-вуглець належать: рідкий розчин Р, ферит Ф, аустеніт А і цементит Ц.
Рідкий розчин Р — однорідна рідина, що складається із заліза та вуглецю. Рідкий розчин існує як окрема фаза над лінією ліквідує, а між лініями ліквідус та солідус він перебуває у рівновазі з кристалічною фазою (феритом, аустенітом або цементитом).
Ферит Ф — твердий розчин проникнення вуглецю в ?-залізі. Максимальна розчинність вуглецю у фериті становить 0,02 %. Така незначна розчинність пояснюється малими розмірами порожнин в об'ємноцентрованому кубі заліза проти розмірів атома вуглецю.
Аустеніт А — твердий розчин проникнення вуглецю в ?-залізі з максимальною розчинністю 2,14 % С. Атом вуглецю може перебувати в центрі ГЦК. Аустеніт не магнітний, досить пластичний і має твердість за Брінеллем в межах 170 ... 220.
Цементит Ц — хімічна сполука заліза з вуглецем Fе3С,
яка відповідає концентрації вуглецю 6,67 %. Твердість цементиту дуже висока (800 НВ), його температура плавлення становить 1260 °С.
Перліт П – механічна суміш (евтектоїд) ферриту та цементиту, яка утворюється при евтектоїдному розпаді аустеніту (0,8% С).
Ледебурит Л (4,3% С) – механічна суміш (евтектика) аустеніту або перліту та цементиту. Нижче 727 оС аустеніт перетворюється у перліт, при цьому утворюється суміш перліту та цементиту.
Діаграма стану залізо - вуглець
Діаграма стану залізо-вуглець охоплює залізовуглецеві сплави, які містять від 0 до 6,67 % С. Сплави з концентрацією вуглецю, що перевищує 6,67 %, практично не використовуються через їхні незадовільні механічні властивості.
Діаграму залізо — вуглець характеризує структурні перетворення, які відбуваються в залізовуглецевих сплавах при їх охолодженні. По лінії ліквідус АСD маємо початок, а на лінії солідус АЕСF — кінець кристалізації. Тут на ділянці АС лінії ліквідує рідкий розчин переходить в аустеніт, а на ділянці СD — у цементит первинний Ц1. Кристалізація аустеніту закінчується на ділянці АE лінії солідус.
При температурі 1147 °С (лінія ЕСF) з рідкого розчину Р концентрації складу точки С (4,3 % С) утворюється дрібна механічна суміш – ледебурит.
Отже, на лінії солідус закінчується первинна кристалізація і нижче від цієї лінії починається вторинна кристалізація. Вторинна кристалізація зумовлена поліморфізмом заліза та температурною зміною розчинності вуглецю в аустеніті. На лінії GS аустеніт перетворюється у ферит.
Розчинність вуглецю в аустеніті і фериті залежить від температури. Зі зниженням температури від 1147 °С (точка Е) до 727 °С (точка S) максимальна розчинність вуглецю в аустеніті зменшується від 2,14 до 0,8 %. Вуглець виділяється із ?-заліза з утворенням вторинного цементиту ЦІІ. Таке перетворення називають евтектоїдним (розпад твердого розчину). В результаті цього розпаду утворюється дуже дрібна двофазова феритно-цементитна структура фериту і цементиту, яка називається перлітом П. Це перетворення завершується по лінії PSK.
Залізовуглецеві сплави з концентрацією вуглецю до 2,14 % називають сталями. За структурою у рівноважному сталі розрізняють доевтектоїдні, евтектоїдні та заевтектоїдні сталі.
Доевтектоїдні сталі містять до 0,8 % вуглецю і мають феритно-перлітну структуру у вигляді світлих зерен фериту і темних зерен перліту.
Евтектоїдна сталь містить 0,8 % вуглецю, її структура - зерна перліту, що складаються здебільшого із пластинок цементиту та фериту. Пластинки цементиту порівняно тонші й світліші.
Заевтектоїдні сталі містять від 0,8 до 2,14 % вуглецю. В структурі цих сталей є зерна перліту темного кольору і тонка світла мережа вторинного цементиту по границях зерен перліту.
Залізовуглецеві сплави з концентрацією вуглецю від 2,14 до 6,67 % називають чавунами. Якщо весь вуглець у чавунах перебуває у вигляді хімічної сполуки Fe3C, то такі чавуни називають білими. В структурі білих чавунів наявний ледебурит, що утворився на лінії ECF під час евтектичної реакції. Чавуни, розташовані зліва від точки С, по закінченні первинної кристалізації мають структуру первинного аустеніту та ледебуриту, а відповідно чавуни справа від точки С — структуру первинного цементиту і ледебуриту. Під час охолодження в інтервалі температур від 1147 °С (лінія ЕСF) до 727 °С (лінія PSK) гранична розчинність вуглецю в аустеніті зменшується від 2,14 % до 0,8 % з утворенням вторинного цементиту.
За структурою білі чавуни поділяються на:
– евтектичні (4,3 % С) з структурою - ледебурит;
– доевтектичні (2,14...4,3 % С), структура : перліт + вторин- ний цементит + ледебурит;
– заевтектичні (4,3…6,67 % С), структура: первинний цементит + ледебурит.
|
|
Категорія: Мої файли | Додав: Margo
|
| Переглядів: 1391 | Завантажень: 56
| Рейтинг: 4.8/4 |
|
|
|
