Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов

Территория рекламы

Компонентами железоуглеродистых сплавов являются железо, углерод и цементит.

1. Железо - переходный металл серебристо-светлого цвета. Имеет высокую температуру плавления - 1539o С 5o С.

В твердом состоянии железо может находиться в двух модификациях. Полиморфные превращения происходят при температурах 911°С и 1392°С. При температуре ниже 911°С существует с объемно-центрированной кубической решеткой. В интервале температур 911…1392o С устойчивым является с гранецентрированной кубической решеткой. Выше 1392°С железо имеет объемно-центрированную кубическую решетку и называется или высокотемпературное . Высокотемпературная модификация не представляет собой новой аллотропической формы. Критическую температуру 911°С превращения обозначают точкой , а температуру 1392o С превращения - точкой А4.

При температуре ниже 768°С железо ферромагнитно, а выше - парамагнитно. Точка Кюри железа 768o С обозначается А2.

Железо технической чистоты обладает невысокой твердостью (80 НВ) и прочностью (предел прочности - , предел текучести - ) и высокими характеристиками пластичности (относительное удлинение - , а относительное сужение - ). Свойства могут изменяться в некоторых пределах в зависимости от величины зерна.

Железо характеризуется высоким модулем упругости, наличие которого проявляется и в сплавах на его основе, обеспечивая высокую жесткость деталей из этих сплавов.

Железо со многими элементами образует растворы: с металлами - растворы замещения, с углеродом, азотом и водородом - растворы внедрения.

2. Углерод относится к неметаллам. Обладает полиморфным превращением, в зависимости от условий образования существует в форме графита с гексагональной кристаллической решеткой (температура плавления – 3500 °С, плотность – 2,5 г/см3) или в форме алмаза со сложной кубической решеткой с координационным числом равным четырем (температура плавления – 5000 °С).

В сплавах железа с углеродом углерод находится в состоянии твердого раствора с железом и в виде химического соединения – цементита (Fe3C), а также в свободном состоянии в виде графита (в серых чугунах).

3. Цементит (Fe3C) - химическое соединение железа с углеродом (карбид железа), содержит 6,67 % углерода.

Аллотропических превращений не испытывает. Кристаллическая решетка цементита состоит из ряда октаэдров, оси которых наклонены друг к другу.

Температура плавления цементита точно не установлена (1250, 1550 °С). При низких температурах цементит слабо ферромагнитен, магнитные свойства теряет при температуре около 217o С.

Цементит имеет высокую твердость (более 800 НВ, легко царапает стекло), но чрезвычайно низкую, практически нулевую, пластичность. Такие свойства являются следствием сложного строения кристаллической решетки.

Цементит способен образовывать твердые растворы замещения. Атомы углерода могут замещаться атомами неметаллов: азотом, кислородом; атомы железа - металлами: марганцем, хромом, вольфрамом и др. Такой твердый раствор на базе решетки цементита называется легированным цементитом.

Цементит - соединение неустойчивое и при определенных условиях распадается с образованием свободного углерода в виде графита. Этот процесс имеет важное практическое значение при структурообразовании чугунов.

В системе железо - углерод существуют следующие фазы: жидкая фаза, феррит, аустенит, цементит.

1. Жидкая фаза. В жидком состоянии железо хорошо растворяет углерод в любых пропорциях с образованием однородной жидкой фазы.

2. Феррит (Ф) (C) - твердый раствор внедрения углерода в -железо.

Феррит имеет переменную предельную растворимость углерода: минимальную - 0,006 % при комнатной температуре (точка Q), максимальную - 0,02 % при температуре 727o С ( точка P). Углерод располагается в дефектах решетки.

При температуре выше 1392o С существует высокотемпературный феррит () ( (C), с предельной растворимостью углерода 0,1 % при температуре 1499o С (точка J)

Свойства феррита близки к свойствам железа. Он мягок (твердость - 130 НВ, предел прочности –) и пластичен (относительное удлинение –), магнитен до 768o С.

3. Аустенит (А) (С) - твердый раствор внедрения углерода в -железо.

Углерод занимает место в центре гранецентрированной кубической ячейки.

Аустенит имеет переменную предельную растворимость углерода: минимальную - 0,8 % при температуре 727o С (точка S), максимальную - 2,14 % при температуре 1147o С (точка Е).

Аустенит имеет твердость 200…250 НВ, пластичен (относительное удлинение – ), парамагнитен.

При растворении в аустените других элементов могут изменяться свойства и температурные границы существования.

4. Цементит - характеристика дана выше.

В железоуглеродистых сплавах присутствуют фазы: цементит первичный (ЦI), цементит вторичный (ЦII), цементит третичный (ЦIII). Химические и физические свойства этих фаз одинаковы. Влияние на механические свойства сплавов оказывает различие в размерах, количестве и расположении этих выделений. Цементит первичный выделяется из жидкой фазы в виде крупных пластинчатых кристаллов. Цементит вторичный выделяется из аустенита и располагается в виде сетки вокруг зерен аустенита (при охлаждении – вокруг зерен перлита). Цементит третичный выделяется из феррита и в виде мелких включений располагается у границ ферритных зерен.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Скачать

Lektsii_po_materialovedeniyu.doc

Lektsii_po_materialovedeniyu.doc
Размер: 1.7 Мб

Бесплатно Скачать

Пожаловаться на материал

Материаловедение. Особенности атомно-кристаллического строения металлов. Кристаллизации металлов. Методы исследования металлов. Общая теория сплавов. Строение, кристаллизация и свойства сплавов. Диаграмма состояния. Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов. Нагрузки, напряжения и деформации. Механические свойства. Механические свойства (продолжение).Технологические и эксплуатационные свойства. Конструкционная прочность материалов. Особенности деформации поликристаллических тел. Наклеп, возврат и рекристаллизация. Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма состояния железо-углерод. Стали. Классификация и маркировка сталей. Чугуны. Диаграмма состояния железо-графит. Строение, свойства, классификация и маркировка серых чугунов. Виды термической обработки металлов. Основы теории термической обработки стали. Методы упрочнения металла.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Эта тема принадлежит разделу:

Материаловедение

Материаловедение. Особенности атомно-кристаллического строения металлов. Кристаллизации металлов. Методы исследования металлов. Общая теория сплавов. Строение, кристаллизация и свойства сплавов. Диаграмма состояния. Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов. Нагрузки, напряжения и деформации. Механические свойства. Механические свойства (продолжение).Технологические и эксплуатационные свойства. Конструкционная прочность материалов. Особенности деформации поликристаллических тел. Наклеп, возврат и рекристаллизация. Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма состояния железо-углерод. Стали. Классификация и маркировка сталей. Чугуны. Диаграмма состояния железо-графит. Строение, свойства, классификация и маркировка серых чугунов. Виды термической обработки металлов. Основы теории термической обработки стали. Методы упрочнения металла.

К данному материалу относятся разделы:

Металлы, особенности атомно-кристаллического строения

Понятие об изотропии и анизотропии

Аллотропия или полиморфные превращения

Магнитные превращения

Строение реальных металлов. Дефекты кристаллического строения

Механизм и закономерности кристаллизации металлов

Условия получения мелкозернистой структуры

Строение металлического слитка

Определение химического состава

Изучение структуры

Физические методы исследования

Понятие о сплавах и методах их получения

Основные понятия в теории сплавов

Особенности строения, кристаллизации и свойств сплавов: механических смесей, твердых растворов, химических соединений

Классификация сплавов твердых растворов

Кристаллизация сплавов

Диаграмма состояния

Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (сплавы твердые растворы с неограниченной растворимостью)

Диаграмма состояния сплавов с отсутствием растворимости компонентов в компонентов в твердом состоянии (механические смеси)

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии

Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения

Диаграмма состояния сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии (переменная растворимость)

Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния

Физическая природа деформации металлов

Природа пластической деформации

Дислокационный механизм пластической деформации

Разрушение металлов

Механические свойства и способы определения их количественных характеристик

Механические свойства и способы определения их количественных характеристик: твердость, вязкость, усталостная прочность

Твердость по Бринеллю ( ГОСТ 9012)

Метод Роквелла ГОСТ 9013

Метод Виккерса

Метод царапания

Динамический метод (по Шору)

Влияние температуры

Способы оценки вязкости

Оценка вязкости по виду излома

Эксплуатационные свойства

Конструкционная прочность материалов

Особенности деформации поликристаллических тел

Влияние пластической деформации на структуру и свойства металла: наклеп

Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла: возврат и рекристаллизация

Структуры железоуглеродистых сплавов

Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов

Процессы при структурообразовании железоуглеродистых сплавов

Структуры железоуглеродистых сплавов

Влияние углерода

Влияние примесей

Назначение легирующих элементов

Распределение легирующих элементов в стали

Классификация и маркировка сталей

Качественные углеродистые стали

Сталь У10А

Легированные конструкционные стали

Легированные инструментальные стали

Быстрорежущие инструментальные стали

Шарикоподшипниковые стали

Классификация чугунов

Диаграмма состояния железо – графит

Процесс графитизации

Строение, свойства, классификация и маркировка серых чугунов

Влияние состава чугуна на процесс графитизации

Влияние графита на механические свойства отливок

Положительные стороны наличия графита

Серый чугун

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом

Ковкий чугун

Отбеленные и другие чугуны

Виды термической обработки металлов

Превращения, протекающие в структуре стали при нагреве и охлаждении

Превращение перлита в аустетит

Превращение аустенита в перлит при медленном охлаждении

Закономерности превращения

Промежуточное превращение

Превращение аустенита в мартенсит при высоких скоростях охлаждения

Превращение мартенсита в перлит

Отжиг и нормализация. Назначение и режимы

Отжиг первого рода

Нормализация. Разновидность отжига

Технологические особенности и возможности закалки и отпуска

Химико-термическая обработка стали

Цементация

Цементация в твердом карбюризаторе

Газовая цементация

Структура цементованного слоя

Термическая обработка после цементации

Азотирование

Цианирование и нитроцементация

Диффузионная металлизвция

Термомеханическая обработка стали

Поверхностное упрочнение стальных деталей

Закалка токами высокой частоты

Газопламенная закалка

Старение

Обработка стали холодом

Упрочнение методом пластической деформации

Конструкционные стали

Легированные стали

Влияние элементов на полиморфизм железа

Влияние легирующих элементов на превращение перлита в аустенит

Влияние легирующих элементов на превращение переохлажденного аустенита

Влияние легирующих элементов на мартенситное превращение

Влияние легирующих элементов на превращения при отпуске

Классификация легированных сталей

Классификация конструкционных сталей

Углеродистые стали

Цементуемые стали

Улучшаемые стали

Улучшаемые легированные стали

Высокопрочные стали

Пружинные стали

Шарикоподшипниковые стали

Стали для изделий, работающих при низких температурах

Износостойкие стали

Автоматные стали

Стали для режущего инструмента

Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435)

Легированные инструментальные стали

Быстрорежущие стали

Стали для измерительных инструментов

Штамповые стали

Стали для штампов холодного деформирования

Стали для штампов горячего деформирования

Твердые сплавы

Алмаз как материал для изготовления инструментов

Коррозия электрохимическая и химическая

Классификация коррозионно-стойких сталей и сплавов

Хромистые стали

Жаростойкость, жаростойкие стали и сплавы

Жаропрочность, жаропрочные стали и сплавы

Классификация жаропрочных сталей и сплавов

Медь и ее сплавы

Титан и его сплавы

Области применения титановых сплавов

Алюминий и его сплавы

Алюминиевые сплавы

Деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой

Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой

Литейные алюминиевые сплавы

Магний и его сплавы

Деформируемые магниевые сплавы

Литейные магниевые сплавы

Медь и ее сплавы

Латуни

Бронзы

Композиционные материалы

Материалы порошковой металлургии

Пористые порошковые материалы

Прочие пористые изделия

Конструкционные порошковые материалы

Спеченные цветные металлы

Электротехнические порошковые материалы

Магнитные порошковые материалы

Похожие материалы:

Травматология и ортопедия. Ответы на тесты

Теория государства и права

Теория государства и права (ТГП). Правовой акт в РФ и правовое регулирование. Что такое правотворчество, его понятия и принципы. Нормы права. Общественные отношения в Российской Федерации. ГК РФ - гражданский кодекс.

Бизнес-план по открытию кроликофермы

Кафедра «Экономики и Маркетинга» Цель курсовой работы: разработка бизнес-плана кроликофермы ООО \" Роджерс \".

Рабочая программа. Наименование учебного предмета - Русский язык

Программа разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования, Концепции духовно-нравственного развития и воспитания личности гражданина России, планируемых результатов начального общего образования.

Медицинасы. Педагогика. Сынақтама. Жауап.