МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Югорский государственный университет» (ЮГУ)
НИЖНЕВАРТОВСКИЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИКУМ
(филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
Высшего образования «Югорский государственный университет»
(ННТ (филиал) ФГБОУ ВО «ЮГУ»)
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА №2
Тема Диаграммы состояния металлов и сплавов
| Выполнил обучающийся группы 3МЭ61 | Д. С. Сень | |
| Проверил преподаватель | Т. Г. Амосова |
Нижневартовск
-2018-
1 Содержание
1.Диаграммы состояния сплавов
2.Диаграмма состояния Fe-C
3. Перечень используемых источников
1.Диаграммы состояния сплавов Равновесное состояние железоуглеродистых сплавов в зависимости от содержания углерода и температуры описывает диаграмма состояния железо - углерод. На диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов (рис. 1) на оси ординат отложена температура, на оси абсцисс - содержание в сплавах углерода до 6,67%, то есть до такого количества, при котором образует-ся цементит Fе3С. По диаграмме состояния системы железо - углерод судят о структуремедленно охлажденных сплавов, а также о возможности измене-ния их микроструктуры в результате термической обработки, определяющей эксплуатационные свойства. На диаграмме состояния Fe - Fе3С приняты международные обозначения. Сплошными линиями показана диаграмма со-стояния железо - цементит (метастабильная, так как возмо-жен распад цементита), а пунктирными - диаграмма состояния железо - графит {стабильная).
Рассматриваемую диаграмму правильнее считать не железоуглеродистой (Fe - С), а железоцементитной (Fe - Fе3С), так как свободного углерода в сплавах не содержится. Но так как содержание углерода пропорционально содержанию цементита, то практически удобнее все изменения структуры сплавов связывать с различным содержанием углерода.
Компоненты системы железо и углерод - элементы полиморфные. Ос-новной компонент системы - железо. Углерод растворим в железе в жидком и твердом состояниях, а также может образовать химическое соединение - цементит Fе3С или присутство-вать в сплавах в виде графита.
В системе железо-цементит (Fe - Fе3С) имеются следующие фазы: жид-кий раствор. твердые растворы - феррит и аустенит, а также химическое со-единение - цементит.
Феррит может иметь две модификации - высоко- и низкотемператур-ную. Высокотемпературная модификация d-Fe и низкотемпературная - a-Fe представляют собой твердые растворы углерода, соответственно, в d- и a- железе.
Предельное содержание углерода в a-Fe при 723°С -0,02%, а при 20°С - 0,006%. Низкотемпературный феррит a-Fe по свойствам близок к чистому железу и имеет довольно низкие механические свойства, например, при 0,06% С:
s = 250 МПа;
d - 50%;
y= 80%;
Твердость - 80...90 НВ.
Аустенитg-Fe - твердый раствор углерода в g-железе. Предель-ная растворимостьуглерода в g-железе 2,14%. Он устойчив только при высо-ких температурах, а с некоторым примесями (Мn, Сг и др.) при обычных (даже низких) температурах. Аустенит обладает высокой пластичностью, низкими пределами текучести и прочности. Твердость аустенита 160...200 НВ.
Цементит Fе3С - химическое соединение железа с углеродом, содержа-щее 6,67% vглерода. Между атомами железа и углерода в цементите дей-ствуют металлическая и ковалентная связи. Температура плавления ~1250°С. Цементит является метастабильной фазой; область его гомогенности очень узкая и на диаграмме состояния он изображается вертикалью. Время его устойчивости уменьшается с повышением температуры: при низких темпера-турах он существует бесконечно долго, а при температурах, превышающих 950°С, за несколько часов распадается на железо и графит. Цементит име-ет точку Кюри (210°С) и обладает сравнительно высокими твердостью (800 НВ и выше) и хрупкостью. Прочность его i растяжение очень мала (s =40 МПа).
В системе железо - цементит имеются две тонкие механические смеси фаз - эвтектическая (ледебурит) и эвтектоидная (перлит).
Ледебурит является смесью двух фаз g-Fe + Fе3С, образующихся при 1130°С в сплавах, содержащих от 2,0 до 6,67%С, и наблюдается визуально как структурная составляющая железоуглеродистых сплавов, главным обра-зом, чугунов. Ледебурит обладает достаточно высокими прочностью (НВ>600) и хрупкостью.
Перлит (до 2,0%С) представляет собой смесь a-Fe + Fе3С (в легирован-ных сталях -карбидов), образующуюся при 723°С и содержании углерода 0,83% в процессе распада аустенита, и наблюдается визуально как структур-ная составляющая железоуглеродистых сплавов. Механические свойства перлита зависят от формы и дисперсности частичек цементита (прочность пластинчатого перлита несколько выше, чем зернистого):
s=800...900 МПа;
d< 16%;
НВ 180..,220.
Диаграмма состояния Fe - Fе3С (рис. 1) является комбинацией диаграмм простых типов. На ней имеются три горизонтали трехфазных равновесий: перитектического (1496°С), эвтектического (1147°С) и эвтектоидного (727°С).
Все линии на диаграмме состояния соответствуют критическим точкам, то есть температурам, при которых происходят фазовые и структурные пре-вращения в железоуглеродистых сплавах раствора (рис. 9,6) наличием горизонтального участка. На этом участке происходит кристаллизация эвтектики. Эвтектикой называют механическую смесь двух фаз, одновременно
Перечень используемых источников
Веб Сайт- https://tech.wikireading.ru/8764