![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Сплавы железа с углеродом.
Железоуглеродистые сплавы — стали и чугуны — наиболее важные ме-таллические сплавы современной техники и наиболее производимые. Максимальное содержание углерода в сплавах с железом составляет 6, 67%. Это значение соответствует содержанию углерода в карбиде железа Fe3C (цеме-нтит), который и будем рассматривать дальше как самостоятельный компонент. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов Fe - C (рис. 7.8) включает все сплавы (сталь, чугун), имеющие практическое значение, и может быть предста-влена в системе железо-углерод (пунктирные линии) или железо-цементит (сплош-ные линии). Железо — металл серебристо-белого цвета, обладающий очень высокой пластичностью (относительное удлинение составляет около 50%) при невысокой прочности (180-250) МПа. Температура плавления железа 1539°С. В твердом сос-тоянии железо может находиться в двух модификациях — Цементит — это химическое соединение Fe3C (карбид железа). Кристал-лическая решетка цементита очень сложна. Температура плавления цементита око-ло 1250°С. Аллотропических превращений цементит не испытывает, но при низких температурах он слабо магнитен. Он имеет очень высокую твердость, соизмеримую с твердостью алмаза (НВ > 800), при этом его пластичность близка к нулю. Це-ментит — соединение неустойчивое и при высоких температурах распадается с образованием свободного углерода в виде графита. Помимо основных компонентов в структуре железоуглеродистых сплавов можно обнаружить следующие структурные составляющие: Феррит (Ф) — твердый раствор внедрения углерода в Растворимость углерода в феррите очень мала и составляет при температуре 727°С всего 0, 025%, при комнатной температуре она много ниже и составляет 0, 006%.Твердый раствор углерода в
Аустенит (А) — твердый раствор углерода в Перлит (П) — механическая смесь, состоящая из очень тонких пластинок или зерен цементита и феррита. Образуется в результате распада аустенита при те-мпературе 727°С. Содержание углерода в перлите 0, 83%. Поскольку превраще-ние аустенита в перлит происходит в твердом состоянии, эта смесь называется эвте-ктоид (а не эвтектика, которая образуется при первичной кристаллизации). Элементар-ная кристаллическая ячейка перлита представляет собой композицию двух реше-ток — феррита и цементита, объединенных общими связями, поэтому свойства перлита будут представлять некую величину, лежащую между свойствами феррита и це-ментита. Так, твердость по Бринелю составляет около 250 НВ, относительное уд-линение 5 = 12-15%. Ледебурит — механическая смесь (эвтектика), образованная цементитом и аустенитом, содержащая 4, 3% при температуре 727°С. В интервале темпера-тур от 1147 до 727°Следебурит состоит из аустенита и цементита, при температуре 727°С аустенит превращается в перлит. Ледебурит характеризуется высокой твердо-стью (НВ = 700 МПа) и, следовательно, высокой прочностью, но в то же время пластичность его близка к нулю. Точка А на диаграмме показывает температуру плавления чистого железа, точка D — температуру плавления цементита. Процесс кристаллизации распла-ва начинается по линии ABCD (линия ликвидус) и заканчивается на линии AHJ ECF (линия солидус). В температурном интервале кристаллизации существуют одно-временно две фазы — жидкий расплав и кристаллы избыточного компонента по отношению к составу эвтектики. Ниже линии солидус в затвердевших сплавах при понижении температуры происходят дальнейшие изменения структуры. Это связано с аллотропическими превращениями железа и называется вторичной кристаллизацией. Сплавы с содер-жанием углерода до 2, 14% в области IV состоят из одного аустенита. При охла-ждении сплава на линии GS начинается образование феррита, а на линии SE — вторичного цементита. Остающийся при этом аустенит при температуре 727°С полностью распадается на феррит и цементит, образуя при этом механическую смесь эвтектоидного состава (перлит). Таким образом, сплавы с содержанием углерода до 0, 83% называются до-эвтектоидными и состоят при нормальной температуре из феррита и перлита. Спла-вы с содержанием углерода 0, 83% называются эвтектоидными и состоят из пер-лита. Если концентрация углерода находится в пределах 0, 83% -2, 14%, сплав называют заэвтектоидным и его состав — перлит и цементит вторичный.
|