Фази системи залізо-вуглець

Лекція13

Діаграма стану залізовуглецевих сплавів.

ТЕМА: Діаграма стану залізовуглецевих сплавів.

План: 1 Дві системи залізовуглецевих сплавів.

2 Діаграма стану залізо-цементит у спрощеному виді; фази до системи залізо – цементит - ферит, цементит, аустеніт, перліт, ледебурит; їх короткі характеристики.

3 Первинна і вторинна кристалізація. Класифікація залізо-водневих сплавів в відповідності з діаграмою стану залізо-цементит: сталі (доевтектоїдні, евтектоїдна і заевтектоїдна) та білі чавуни (доевтектичні, евтектичні, заевтектичні.

4 Перетворення у структурі сталей і чавунів при нагріванні і охолодженні. Побудова кривих охолодження і нагрівання.

Самостійна робота № 3

Література: (1, с. 130-137, 3, с.5-97; 4, с.91-97)

Серед металевих матеріалів сплави заліза з вуглецем — сталі й чавуни — найпоширеніші. Вони використовуються в усіх галузях промисловості, тому діаграма залізо — вуглець має важливе теоретичне й прикладне значення.

Компоненти залізовуглецевих сплавів

Компонентами залізовуглецевих сплавів є два хімічні елементи — Ферум та Карбон.

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. Залізо може мати дві кристалічні модифікації: модифікацію γ (ГЦК) в інтервалі температур 911... 1392 °С і модифікацію α (ОЦК) при температурах, нижчих за 911 °С та в межах високих 1392...1539 °С температур. Високотемпературну модифікацію іноді позначають літерою δ.

Вуглець може перебувати в сплавах у цементиті Fe₃C, у твердих розчинах проникнення, а також у вигляді графіту. Графіт має просту гексагональну кристалічну комірку з координаційним числом 6 (Г6). Він характеризується низькою міцністю та поганою пластичністю.

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 ліквідус, 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. Розрізняють низькотемпературний α -ферит й високотемпературний β- ферит. Максимальна розчинність вуглецю у α - фериті становить 0,02 % і в β - фериті — 0,1 %. Така незначна розчинність пояснюється малими розмірами порожнин в об'ємноцентрованому кубі заліза проти розмірів атома Карбону.

Аустеніт А — твердий розчин проникнення вуглецю в γ -залізі з максимальною розчинністю 2,14 % С. Атом Карбону 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 Fe₃C, яка відповідає концентрації вуглецю 6,67 %. Твердість цементиту дуже висока (800 НВ), його температура плавлення становить 1260 °С.

Дата добавления: 2014-01-07