РЕФЕРАТ НА ТЕМУ

Особливості залізовуглецевих сплавів

Зміст

1. Діаграма стану залізо-вуглець

2. Сталі

3. Чавуни

4. Використана література

1.  Діаграма стану залізо-вуглець

Найбільше поширення одержала діаграма залізо-вуглець, оскільки залізовуглецеві сплави складають основу металевих матеріалів, які використовує людина. Діаграма стану залізо-вуглець у графічній формі зображує фазовий склад сплаву в залежності від температури і концентрації вуглецю (рис. 1) і складається з трьох простих подвійних діаграм: подвійної діаграми з обмеженою розчинністю компонентів і перитектичним перетворенням при 1499оС, подвійної діаграми з обмеженою розчинністю компонентів і евтектичним перетворенням при 1147оС та подвійної діаграми з обмеженою розчинністю компонентів і евтектоїдним перетворенням при 727оС. Діаграма являє собою тільки частину повної діаграми залізо-вуглець і обмежується 7% вуглецю, власне це діаграма залізо-хімічна сполука заліза з вуглецем, що називається цементитом (Fe3C) і містить 6,67% вуглецю. Цементит при низьких температурах слабо феромагнітний і губить магнітні властивості при 217оС. Цементит досить твердий (>800НВ) і має практично нульову пластичність. Крім хімічної сполуки вуглець утворює з залізом обмежені тверді розчини: обмежений твердий розчин вуглецю в ?-залізі (ОЦК) називається феритом. Максимальний вміст вуглецю в фериті: для високотемпературної кристалічної гратки - 0,1% при 1499оС (т.H), а для низькотемпературної - 0,02% при 727оС (т.Р). Обмежений твердий розчин вуглецю в ? -залізі (ГЦК) називається аустенітом. Максимальний вміст вуглецю в аустеніті-2,14% при температурі 1147оС (т.Е).

На діаграмі вище лінії ліквідус (ABCD) знаходиться рідина (L), нижче лінії солідус (AHJECFD) тверда речовина, між солідусом і ліквідусом двохфазна твердо-рідка область. Три горизонтальні лінії на діаграмі відповідають температурам основних перетворень, що відбуваються з залізовуглецевими сплавами при охолодженні: перитектичному при 1499оС (лінія HJB), евтектичному при 1147оС (лінія ECF) і евтектоїдному при 727оС (лінія PSK). Розглянемо більше детально основні перетворення і структури, що утворюються при охолодженні залізовуглецевих сплавів.

При охолодженні рідкого сплаву нижче температури, що характеризується кривою АВ утворюються перші кристали твердої речовини - твердого розчину вуглецю в ?-залізі, тобто фериту і область ABJH буде мати двохфазну структуру: рідини та фериту. Нижче лінії AH кристалізація закінчилась і структура сплаву буде складатись тільки з зерен фериту (область AHN). Якщо вміст вуглецю в сплаві від 0,1 до 0,5%, то в процесі охолодження при температурі 1499оС протікає перитектична реакція: рідина складу т.В взаємодіє з кристалами фериту, склад яких визначається т.H і утворюються кристали аустеніту складу т.J.

LB+ФHAJ Таким чином після проходження перитектичного перетворення на діаграмі мають місце три області: двохфазна ферито-аустенітна (HJN), однофазна (JESGN) та двохфазна, що складається з рідини та зерен аустеніту (JBCE).

При охолодженні аустеніту (область NGSEJ) в результаті зниження температури стійкість гранецентрованої гратки зменшується та зростає ймовірність утворення об’ємноцентрованої гратки. Нижче температури, що характеризується лінією GS появляються перші кристали твердого розчину на основі об’ємноцентрованої кристалічної гратки, тобто ферит, утворюється двохфазна ферито-аустенітна область (GSP). ............