Тема: Диаграмма состояния сплавов системы железо-углерод.
Цель работы: изучение диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов, анализ превращений, происходящих в сплавах при охлаждении и нагреве, определение фазового и структурного состояния сплавов в зависимости от их состава и температуры.
Контрольные вопросы:
1.) Компоненты сплавов системы Fe—Fe3C:
1.1) Fe – переходной элемент 3 период, 8 группа, характерна высокая электро- и теплопроводность, цвет серебристо-серый. Тпл=15390С. От 1539…13990С – δ-Fe (ОЦК). 1399…9110С (ГЦК) – γ-Fe. 911…-2730С – α-Fe (ОЦК). Железо обладает высокой твёрдостью HV=600…800МПа.
1.2) Цементит (Fe3C) – белого цвета. 6.67% (по массе) углерода. HV ̴̴ 8000МПа.
2.) Фазы в сплавах системы Fe—Fe3C.
2.1) Жидкая фаза – жидкий раствор железа и углерода.
2.2) δ-феррит – твёрдый раствор внедрения углерода в δ-Fe (ОЦК)
2.3) γ-аустенит — твёрдый раствор внедрения углерода в γ-Fe (ГЦК)
2.4) α-феррит — твёрдый раствор внедрения углерода в α-Fe (ОЦК)
2.5) Fe3C – 6.67%C
3) Основные превращения системы Fe—Fe3C:
3.1) ЖAB → δ-ФAH (до 0,5%С)
3.2) ЖB=0,5%C+ФH=0,1%C→АJ=0,16%C (0,1…0,5%C; t0=14990C)
ЖB—C → АJ—E (0,5…2,14%C)
ЖC=4,3%C→ АE=2,14%C+ЦF=6,67%C Образующаяся смесь (А+Ц) называется ледебурит (в данном случае – ледебурит аустенитный)
Сплавы доэвтектические 2,14…4,3%С (Е…С) и заэвтектические 4,3…6,67%С (C…F) кристаллизуются в два этапа. На первом в интервале температур ликвидус – солидус из жидкой фазы выделяются первичные кристаллы: в доэвтектических – А, в заэвтектических – Ц. На втором этапе жидкость затвердевает с образованием эвтектики. В результате после первичной кристаллизации доэвтектические сплавы имеют структуру А+Л(А+Ц), заэвтектические – Ц1+Л. Полиморфное превращение, обусловленное полиморфным превращением железа и протекающим при температуре 7270С, называется эвтектоидным. В отличии от трёхфазного эвтектического превращения при эвтектоидном является не жидкость, а твёрдый раствор. Выделяющаяся из твёрдого раствора смеси фаз, число которых равно числу компонентов системы, называется эвтектоидом.
Лабораторная %6
Структура и свойства углеродистых сталей в равновесном состоянии.
Цель работы: изучение микроструктуры углеродистых сталей в равновесном состоянии, определение марок сталей, установление зависимости между структурой сталей, диаграммой состояния системы Fe—Fe3C и свойства сплавов.
Контрольные вопросы:
1) Фазы и структурные составляющие сталей: феррит и цементит третичный.
2) В структуре сталей по мере увеличения содержания (С) увеличивается доля цементита и уменьшается соответственно массовая доля феррита. Это ведёт к понижению твёрдости и прочности сталей, снижению её пластичности и вязкости, изменению физических и технологических свойств; ухудшается свариваемость, литейные свойства, штампуемость, обрабатываемость резанием, улучшается закаливаемость, прокаливаемость и повышается износостойкость.
3) В перлите (доэвт. сталь) находится практически весь углерод стали, поэтому если допустить, что значение плотности феррита и цементита близки друг к другу, по структуре отожженной стали можно определить содержание в ней углерода. Для этого определяется площадь поверхности шлифа стали, занятой перлитом.
4) Под качеством стали понимают содержание в ней вредных примесей серы и фосфора.
Классификация сталей по качеству: стали обыкновенного качества, стали качественные конструкционные, углеродистые инструментальные стали, высококачественные стали, автоматные стали.
5)Маркировка углеродистых сталей: У(содержание углерода в десятых долях процента)А(т.е. высококачественная), У7…У13А. Доэвтектоидные и эвтектоидные стали, обладающие наибольшей пластичностью в данной группе сталей, идут на пр-во молотков, стамесок и др. ударных инструментов. Стали У10, У11, У11А идут на пр-во режущих инструментов для мягких материалов, а также для измерительных приборов. Стали У12, У13, У13А – инструменты повышенной твёрдости.
6) Автоматные стали – стали обогащённые (по границам зёрен феррита) P, S, MnS. Используется при изготовлении резанием на станках-автоматах деталей несоответственного назначения. Они хорошо подвергаются резанию, тем самым увеличивая стойкость режущего инструмента. Маркировка: А(среднее содержание углерода), А11, А12…А40Г.
Вывод: изучил св-ва сталей, их структуру, виды, классификацию и назначение.
Загрузка...
