• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Діаграма стану залізо - вуглець

Компоненти і фази системи залізо – вуглець

Діаграма стану залізовуглецевих сплавів

Компонентами залізовуглецевих сплавівє 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.

Вуглецьможе перебувати в сплавах у цементиті Fе₃С, у твер­дих розчинах проникнення, а також у вигляді графіту.

До фаз системизалізо-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 α-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 γ-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-вуглецьохоплює 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 АСDмаємо початок, а на лінії солідус АЕСF— кінець кристалізації. Тут на ділянці АСлінії лік­відує рідкий розчин переходитьв аустеніт, а на ділянці СD — у цементит первинний Ц₁. Криста­лізація аустеніту закінчується на ділянці АEлінії солідус.

При температурі 1147 °С(лінія ЕСF) зрідкого розчину Р кон­центрації складу точки С(4,3 % С)утворюється дрібна механічна суміш – ледебурит.

Отже, на лінії солідус закінчується первинна кристалізаціяі нижче від цієї лінії починається вторинна кристалізація. Вторинна кристалізаціязумовлена поліморфізмом заліза та температурною зміною розчинності вуглецю в аустеніті. На лінії GSаустеніт 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 γ-заліза з утворенням вторинного цементитуЦ_ІІ. 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.

Рис. 2.2. Діаграма стану залізовуглецевих сплавів

Р – рідкий сплав; А – аустеніт;П – перліт; Ф – ферит;

Ц – цементит; Л - ледебурит

Залізовуглецеві сплави зконцентрацією вуглецю до 2,14 % називають сталями. За структурою у рівноважному сталі розрізняють доевтектоїдні, евтектоїдні та заевтектоїдні сталі.

Доевтектоїдні сталімістять 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 сталімістять 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 ECFпід 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.

Тема 2.2. Виробництво чавуну і сталі.

Читайте також:

1. Pv– діаграма водяної пари
2. Автомобільні ваги з залізобетонною платформою
3. Адміністративно-правове регулювання державної реєстрації актів цивільного стану, державної виконавчої служби, нотаріату та адвокатури.
4. Аналіз і оцінка стану охорони праці
5. Аналіз показників складу, структури й технічного стану основних фондів.
6. Аналіз ризикованості підприємства на основі показників фінансового стану.
7. Аналіз руху грошових коштів у контексті нової фінансової звітності Важливим завданням аналізу фінансового стану підприємства є оцінка руху грошових коштів підприємства.
8. АНаліЗ СТанУ ЗДОРОВ'Я ДІТеЙ І ДОРОСЛИХ В УКРАЇНІ
9. Аналіз стану й оцінка рівня нормування праці
10. Аналіз стану основних засобів
11. Аналіз стану та проблем реалізації Болонського процесу в Україні за ключовими напрямками.
12. Аналіз фінансового стану

Переглядів: 2456