Головна

Лекція 5. Залізовуглецеві сплави. Система залізо - графіт і залізо - цементит.

  1. I.2.3) Система римського права.
  2. II.5.1) Поняття і система магістратур.
  3. IV. МОВА ЯК СИСТЕМА І СТРУКТУРА
  4. " виштовхує "ЛОГІСТИЧНА СИСТЕМА
  5. S.1. ІНФОРМАЦІЙНА СИСТЕМА ТОРГІВЛІ
  6. VI. Система органів державної влади в Російській Федерації
  7. А. Секційна система з багатошаровими довгими блоками

Найбільшого поширення серед конструкційних матеріалів мають сплави заліза з вуглецем: стали і чавуни.

Звичайно, промислові стали і чавуни є багатокомпонентними сплавами і містять крім заліза і вуглецю ще не один елемент в своєму складі, але, саме, ці два компоненти Fe і С є основними структуроутворюючих елементами. Тому в першому наближенні фазовий склад сталей і чавунів можна інтерпретувати діаграмами стану Fe-C або Fe-F3C.

Система залізо-вуглець тим унікальна, що вона може бути описана двома абсолютно різними, автономно існуючими діаграмами стану: стабільною діаграмою Fe-C (залізо - графіт) і метастабільною діаграмою Fe-F3C (залізо - цементит).

Хоча ці діаграми описують різні системи, їх часто зображують нанесеними одна на іншу, щоб порівняти стабільне і метастабильное стану. Пунктирні лінії відносяться до діаграми стабільної системи, суцільні до метастабільною, в деяких місцях лінії обох систем збігаються.

Розглянемо ці діаграми, характеристики фаз, що складають структури залізовуглецевих сплавів і фазові перетворення, що відбуваються в системі при зміні температури і концентрації компонентів.

Точки перетину ліній фазових рівноваг представлені в таблиці 1.

Таблиця 1. Координати характеристичних точок діаграм Fe-C і Fe-Fe3C

 Крапка A B  C / C '  D / D '  E / E '  F / F ' H
 T, ° С  1147/1153  1260/3000  1147/1153  1147/1153
 С,% мас  0,51  4,3 / 4,26  6,69 / ~ 100  2,14 / 2,04  <6,69 / ~ 100  0,1
 Крапка J N G  S / S '  P / P '  K / K ' Q
 T, ° С  727/738  727/738  727/738
 С,% мас  0,16  0,8 / 0,7  0,02  <6,69 / ~ 100  0,008

Деякі з точок діаграм до сих пір не мають достатньо достовірних координат, наприклад точка F. Координати і інших точок постійно уточнюються і навіть відкриваються нові лінії. Так, порівняно недавно було отримано експериментальне підтвердження, припущення акад. А.А. Байкова про існування області гомогенності цементиту. Показано, що цементит є твердий розчин віднімання і може існувати при значному в порівнянні зі стехіометрією дефіциті вуглецю

Лінії ликвидуса діаграми Fe-C - ABCD і діаграми Fe-Fe3C - ABC'D 'відокремлюють Жидкофазное стан від інших станів, а лінії солідусу: AHJECFD (AHJE'C'F'D) - відділяють твердофазні стану.

Характеристика фаз залізовуглецевих сплавів

Стабільна і метастабільна системи залізовуглецевих сплавів утворені компонентами залізом і вуглецем, які мають поліморфні модифікації:

- a-Fe з ОЦК кристалічною решіткою, в кубічної елементарної осередку якої атоми розташовуються по вершинах куба і в його геометричному центрі. Залізо з ОЦК гратами стійко в двох температурних інтервалах до 911 ° С і в інтервалі 1392-1539 ° С, останню модифікацію часто називають d-Fe, підкреслюючи високотемпературну область її існування;

- g-Fe з ГЦК гратами. Це теж структура кубічноїсингонії, але в її елементарній комірці центруючі атоми розташовані на кожній грані, а в об'ємному центрі атом відсутній. Залізо з ГЦК гратами існує в інтервалі температур 911-1392 ° С.

Вуглець теж може існувати в двох поліморфних модифікаціях. В останні роки виявлені ще дві модифікації вуглецю - карбін і фуллерен.

графіт з гексагональної шаруватої структурою. Атоми всередині шару пов'язані між собою сильними ковалентними і частково металевими зв'язками. Між шарами зв'язок здійснюється найслабшими молекулярними силами, тому твердість графіту дуже низька, а температура плавлення, тобто температура повної деструкції графіту як фази і руйнування її кристалічної структури, досить висока> 3000 ° С. Графіт в сплавах стабільної системи може бути присутнім в фазовому складі в практично чистому вигляді;

Друга модифікація вуглецю - алмаз має кубічну гранецентрированную грати з додатковими атомами всередині елементарної комірки. Атоми в решітці алмазу пов'язані міцними ковалентними зв'язками, що і визначає високу твердість цієї модифікації вуглецю. Хоча експериментально в реальних залізовуглецевих сплавах алмаз що невиявлений, вважається, що метастабільна система Fe-F3C є частиною системи залізо-алмаз.



Попередня   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   Наступна

Предмет матеріалознавства. Взаємозв'язок структури і властивостей матеріалів. | Взаємозв'язок структури і властивостей матеріалів | Фази і структурні складові металевих сплавів. Діаграми стану. | Діаграма з ідеальною евтектикой | Механічні і спеціальні властивості матеріалів | Лекція 4. Формування структур литих матеріалів. ливарні технології | Перетворення в сталі при нагріванні | Перетворення аустеніту при охолодженні | Перетворення при відпуску загартованої сталі | Зміна властивостей стали при термічній обробці |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати