• 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

Перетворення, які проходять в залізовуглецевих сплавах при охолодженні.

Серед металічних конструкційних матеріалів найпоширеніші і найважливіші – сплави заліза з вуглецем – сталі і чавуни. Тому діаграма стану залізо-цементит має велике теоретичне і практичне значення.

Компоненти системи Fe-Fe₃C – залізо і вуглець.

Залізо – метал з температурою плавлення t_пл = 1539^оС і густиною ρ = 7,8 г/см³. Має добру пластичність, невисоку міцність, малу твердість. Має дві алотропічні модифікації: Fe_α (ОЦК) при t = 1392-1539^оС та t <911^оС; Fe_γ (ГЦК) при t = 911-1392^оС. Залізо має магнітні властивості до t =768^оС.

Вуглець – неметал; розчиняється в залізі в рідкому і твердому стані; в сплавах може бути у вигляді твердих розчинів, графіту або хімічної сполуки Fe₃C – цементиту. Має гексагональну кристалічну решітку; неміцний, непластичний, t_пл = 3500^оС; ρ = 2,25 г/см³.

Фази системи Fe-Fe₃C – рідкий розчин заліза і вуглецю (Р), ферит (Ф), аустеніт (А) і цементит (Ц).

Ферит – твердий розчин проникнення вуглецю в α-залізі. Низькотемпературний ферит містить максимум 0,02% вуглецю. При нормальній температурі містить 0,006% вуглецю. Кристалічна решітка фериту – ОЦК. Властивості фериту: НВ 80-90; σ_В = 250 МПа; δ = 50%.

Аустеніт – твердий розчин проникнення вуглецю в γ-залізі. Максимальний вміст вуглецю: 2,14% при t = 1147^оС; 0,8% при t = 727^оС. Кристалічна решітка аустеніту – ГЦК. Властивості аустеніту: НВ 180-200; δ = 40-50%, немагнітний.

Цементит – хімічна сполука заліза з вуглецем Fe₃C. Вміст вуглецю – 6,67%. Кристалічна решітка – ромбічна. Властивості цементиту: HV1000, HRC70, HB800, δ = 0% (дуже твердий і крихкий), t_пл = 1250-1600^оС (в залежності від хімічного складу).

Діаграма стану Fe-Fe₃C

Призначення ліній і точок діаграми (рис.4.1):

точка А – температура плавлення чистого заліза (1539^оС);

точка D – температура плавлення цементиту (близько 1250^оС);

Рисунок 4.1. Діаграма стану залізо-цементит.

АСD – лінія ліквідус; AECF – лінія солідус.

Точка Е – максимальна розчинність вуглецю в γ-залізі – 2,14 % при t = 1147^оС.

По лінії АСз рідкого розчину випадають кристали аустеніту;

по лінії СD з рідкого розчину випадають кристали цементиту (первинного) (Ц_І).

В точці С при 4,3 % вуглецю і t = 1147^оС з рідкого сплаву одночасно кристалізується аустеніт і цементит з утворенням евтектики – ледебуриту (Л).

ECF – лінія евтектичного перетворення.

По лінії АЕ закінчується кристалізація з утворенням аустеніту.

По лінії ЕС кристалізуються сплави з утворенням ледебуриту і аустеніту.

По лінії СF кристалізуються сплави з утворенням ледебуриту і цементиту.

Перетворення в твердому стані (вторинна кристалізація):

Точка G – поліморфне перетворення Fe_γ в Fe_α при t = 911^оС.

Точка S – мінімальна температура існування аустеніту (727^оС); розчинність вуглецю в аустеніті при 727^оС (0,8 %).

Точка Р – максимальна розчинність вуглецю в Fe_α (0,02 % при t = 727^оС).

Точка Q – розчинність вуглецю в Fe_α при кімнатній температурі (0,006 %).

По лінії GS аустеніт перетворюється на ферит;

по лінії SE з аустеніту випадає вторинний цементит по границях зерен аустеніту–Ц_ІІ;

SE – лінія граничної розчинності вуглецю в Fe_γ від 1147^оС до 727^оС.

В точці S при 0,8 % вуглецю і t = 727^оС аустеніт розпадається з одночасною кристалізацією тонкої механічної суміші фериту і цементиту – евтектоїду. Він називається перліт (П).

PSK – лінія евтектоїдного перетворення.

Лінія PQ – зменшення розчинності вуглецю в Fe_α із зниженням температури. Нижче лінії PQ з фериту виділяється надлишковий вуглець у вигляді цементиту третинного – Ц_ІІІ.

Структурні складові системи Fe-Fe₃C – перліт і ледебурит.

Перліт – евтектоїдна суміш фериту і цементиту. Утворюється при температурі менше 727^оС, вміст вуглецю 0,8 %.

Ледебурит – евтектична суміш аустеніту і цементиту. Утворюється при t = 1147-727^оС. При температурі менше 727^оС аустеніт перетворюється на перліт, тоді ледебурит складається з перліту і цементиту; вміст вуглецю 4,3 %.

Аустеніт Ледебурит

Перліт (пластинчастий і зернистий) Ферит

Рисунок 4.2. Мікроструктура фаз і структурних складових системи Fe-Fe₃C

Всі залізовуглецеві сплави, що мають в результаті первинної кристалізації структуру аустеніту і не більше 2,14 % вуглецю, називаються сталями.

Всі залізовуглецеві сплави, що мають в результаті первинної кристалізації структуру ледебуриту і більше 2,14 % вуглецю, називаються чавунами.

Сталі, що мають вміст вуглецю до 0,8 % (лівіше точки S) – доевтектоїдні сталі.

Сталь, яка містить 0,8 % вуглецю – евтектоїдна сталь.

Сталі, що мають вміст вуглецю від 0,8 до 2,14 % (правіше точки S) – заевтектоїдні сталі.

Чавуни, що містять від 2,14 до 4,3 % вуглецю (лівіше точки С) – доевтектичні чавуни.

Чавуни, що містять 4,3 % вуглецю – евтектичні чавуни.

Чавуни, що містять більше 4,3 % вуглецю (правіше точки С) – заевтектичні чавуни.

Читайте також:

1. Визначення. Матриці, отримані в результаті елементарного перетворення, називаються еквівалентними.
2. Ендогенні причини викликають порушення перетворення, всмоктування і проміжного обміну вуглеводів, нейро-гормональ-ної регуляції метаболізму.
3. Кругообігом виробничих фондів називається їх рух, у процесі якого вони проходять три стадії, три форми і в кожній з них виконують відповідну функцію.
4. Перетворення, що відбуваються в сталі при її охолодженні
5. Перетворення, що відбуваються у сталі при відпусканні
6. Соціально – економічні перетворення, пов’язані із сучасною науково – технічною революцію, вносять суттєві зміни в об’єкти та суб’єкти власності.
7. Технологія – це застосовані у виробництві знання про способи і засоби перетворення, обробки матеріальних ресурсів з метою одержання потрібної продукції.

Переглядів: 4190