Компоненты и фазы системы железо — углерод

Тема 4. Железо и его сплавы.

Контрольные вопросы по теме 3.

1. Что называют напряжением и деформацией? Дать определение терминам: упругая и пластическая деформация.

2. Как влияет пластическая деформация на текстуру металла?

3. Сущность метода определения твердости по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу.

4. Дать определение терминам : прочность, пластичность, упругость и ударная вязкость. Что характеризует каждый из этих механических свойств?

Цель лекции:усвоить материал по читаемой теме,уметь определять структурные составляющие сталей и чугунов, их характеристики, условия образования и свойства.

Сплавы железа с углеродом (стали, чугуны) являют­ся наиболее распространенными материалами в машино- и приборостроении.

Железо (Fe) — блестящий светло-серый металл, Атомный номер 26, плотность 7,87 Мг/м³, температура плавления 1539°С, температура кипения 2880 °С. Механические свойства железа зависят от его чистоты. Временное сопротивление при растяжении технически чистого железа состав­ляет 300...400 МПа, предел текучести — 100...250 МПа, относительное удлинение — 30...50%, относительное су­жение— 70...80%, НВ 60,..90.

Углерод (С) в железоуглеродистых сплавах нахо­дится в химически связанном или свободном состояний. Атомный номер 6, плотность 2,6 Мг/м³, температура плавления 4000 °С, температура кипения 4200 °С. Он_имеет две кристаллические модификации — графита и ал­маза. При нормальных условиях стабилен графит, он имеет гексагональную решетку; алмаз получается при высоких давлениях и температурах, имеет кубическую (метастабильную) решетку.

В зависимости от температуры и содержания угле­рода железоуглеродистые сплавы образуют ряд струк­турных составляющих (фаз).

Феррит (Ф)—твердый раствор внедрения углеро­да в α-железе, имеет кубическую объемно-центрирован­ную решетку, максимальная растворимость при 727 °С составляет 0,02 % С. Феррит магнитен, на диаграмме состояния Fe — С занимает область GPQ (рис. 18). Феррит характеризуется низкой прочностью (σ_в = 250 МПа, σ_0,2=120 МПа и твердостью НВ 80...100) и высокой пластичностью (δ= 50 %; ψ = 80 %) .

Аустенит (А)—твердый раствор внедрения угле­рода в γ-железе, имеет кубическую гранецентрированную решетку. Предельная растворимость углерода в γ-железе при температуре 1147°С — 2,14%. Аустенит немагни­тен, на диаграмме состояния занимает область AESG, Он имеет твердость НВ 160 при δ = 40...50 %.

Цементит (Ц) -химическое соединение железа с углеродом (карбид железа Fe₃C), содержит 6,67% С. Температура плавления точно не установлена и принимает примерно значение 1260⁰ С. Цементит магнитен, характеризуется высокой твердостью более НВ 800. В зависимости от условия образования различают цементит первичный Ц_I , который образуется из жидкости при затвердевании раствора; вторичный Ц_II образуется при распаде аустенита; третичный Ц_III образуется при выделении углерода из феррита.

Графит – представляет собой свободный углерод. Он мягок, обладает низкой прочностью и электропроводностью. В чугунах и графитизированных сталях содержится в виде включений. Форма графитовых включений оказывает влияние на механические и технологические свойства сплавов.

Перлит (П)- это эвтектоидная механическая смесь феррита и цементита (вторичного), содержащая 0,8% С; образуется при 727 ⁰ С в результате распада аустенита в процессе его охлаждения:

Дата добавления: 2014-02-26; просмотров: 655; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!