ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Діаграма стану «Залізо – цементит» (метастабільні стани), і вплив вуглецю і постійних домішок на властивості сталі

Діаграма стану «Залізо – цементит» (метастабільні стани), і вплив вуглецю і постійних домішок на властивості сталі

На діаграмі (мал. 1) стану залізо-вуглець (цементит) приведені фазовий склад і структура сплавів з концентрацією від чистого заліза до цементиту (6,67% С). Система Fe- Fe3С метастабільна.

Мал. 1. Діаграма стану Fe- Fe3С

 

Лінії діаграми стану Fe- Fe3С , що визначають процес кристалізації, мають наступні позначення і фізичний сенс. АВ (лінія ліквідус) показує температуру початку кристалізації а (5) - фериту (Ф5) з рідкого сплаву (Ж); ВС (лінія ліквідус) відповідає температурі початку кристалізації первинного аустеніту (А) з рідкого сплаву (Ж); CD (лінія ліквідус) відповідає температурі початку кристалізації первинного цементиту (Fe3С) з рідкого сплаву (Ж); АН (лінія солідус) є температурним кордоном області рідкого сплаву і кристалів а (6) -фериту - нижче за цю лінію існує лише а (б) - ферит; HJB - лінія перитектичної нонваріантної (С=0) рівноваги (1490); по досягненню температури, відповідній лінії HJB, протікають перетектично реакції (рідина складу В взаємодіє з кристалами α(δ) - фериту складу Н з утворенням аустеніту складу J):

ЖВН→АJ

Лінії ECF(лінії солідус) відповідають кристалізації евтектики – ледебуриту:

Жc→АЕ+Fe3С

Сталь є багатокомпонентним сплавом, що містить вуглець і ряд постійних домішок: Si, Mn, S,P, O, N та ін., які роблять впливи на властивості.

Структура сталі після повільного охолодження складається з двох фаз – фериту і цементиту. Кількість цементиту зростає в сталі прямо пропорціонально вмісту вуглецю. Із збільшенням вмісту вуглецю в сталі знижується щільність, зростають електроопір і коерцитивна сила і знижуються теплопровідність, залишкова індукція і магнітна проникність.

Вміст кремнію у вуглецевій сталі, в якості домішку зазвичай не перевищує 0,35-0,4%, а марганцю 0,5-0,8%. Кремній, що залишається після розкислювання в твердому розчині (фериті), сильно підвищує межу текучості. Це знижує здатність сталі до витягу і особливо холодної висадки.

Сірка і фосфор є шкідливою домішкою, і вміст їх в сталі допускається не більше 0,025-0,045%. Шкідливий вплив фосфору ускладнюється тим, що він має велику схильність до ліквації. Внаслідок цього в серединних шарах злитка окремі ділянки збагачуються фосфором і мають різко знижену в'язкість.

Азот і кисень присутні в сталі у вигляді крихких неметалічних включень, оксидів, нітридів й ін. Неметалічні (оксиди, нітриди, частки шлаку) включення будучи концентратором напруги, можуть сильно знизити, якщо вони присутні в значних кількостях або розташовуються у вигляді скупчень, межа витривалості і в'язкість руйнування.

 

Класифікація чавунів залежно від форми графіту і умов його утворення. Вплив вуглецю і постійних домішок на структуру і механічні властивості чавунів

Сплав заліза з вуглецем > 2,14% називають чавуном. Вуглець в чавуні може знаходитися у вигляді цементиту або графіту, або одночасно у вигляді цементиту і графіту. Залежно від форми графіту і умов його утворення розрізняють наступні групи чавунів: сірий, високоміцний, з кулевидним графітом і ковкий.

Сірий чавун (технічний) є по суті сплавом Fe-Si-C, що містить як неминучі домішки Mn, S і Р. В структурі сірих чавунів велика частина або весь вуглець знаходиться у вигляді графіту. Найбільш широке вживання отримали доевтектоїдні чавуни, що містять 2,4-3,8% С: чим вище вміст в чавуні вуглецю, тим більше утворюється графіту і тим нижчі його механічні властивості.

Високоміцний чавун отримують присадкою в рідкий чавун невеликих добавок деяких лужних або лужноземельних металів (сфероідизуючі модифікатори). Частіше для цієї мети застосовують магній в кількості 0,03-0,07%. Під дією магнію графіт в процесі кристалізації набуває не пластинчастої, а кулевидної форми. Чавуни з кулевидним графітом мають вищі механічні властивості, не поступаючи литій вуглецевій сталі, зберігаючи при цьому хороші ливарні властивості і оброблюваність різанням.

Ковкий чавун отримують тривалим нагрівом при високих температурах з білого чавуну. В результаті відпалу утворюється графіт пластівчастої форми. Такий графіт в порівнянні з пластинчастим менше знижує міцність і пластичність металевої основи структури чавуну. Металева основа ковкого чавуну: ферит і рідше перліт. Найбільшою пластичністю володіє феритний ковкий чавун, який застосовують в машинобудуванні.

До спеціальних чавунів відносяться жаростійкі, які володіють окалиностiйкiстю, трiщиностiйкiстю; жароміцні, такі, що володіють високою тривалою міцністю і повзучістю при високих температурах, і корозiйностiйкi чавуни.

 

Діаграма стану «Залізо – цементит» (метастабільні стани), і вплив вуглецю і постійних домішок на властивості сталі

На діаграмі (мал. 1) стану залізо-вуглець (цементит) приведені фазовий склад і структура сплавів з концентрацією від чистого заліза до цементиту (6,67% С). Система Fe- Fe3С метастабільна.

Мал. 1. Діаграма стану Fe- Fe3С

 

Лінії діаграми стану Fe- Fe3С , що визначають процес кристалізації, мають наступні позначення і фізичний сенс. АВ (лінія ліквідус) показує температуру початку кристалізації а (5) - фериту (Ф5) з рідкого сплаву (Ж); ВС (лінія ліквідус) відповідає температурі початку кристалізації первинного аустеніту (А) з рідкого сплаву (Ж); CD (лінія ліквідус) відповідає температурі початку кристалізації первинного цементиту (Fe3С) з рідкого сплаву (Ж); АН (лінія солідус) є температурним кордоном області рідкого сплаву і кристалів а (6) -фериту - нижче за цю лінію існує лише а (б) - ферит; HJB - лінія перитектичної нонваріантної (С=0) рівноваги (1490); по досягненню температури, відповідній лінії HJB, протікають перетектично реакції (рідина складу В взаємодіє з кристалами α(δ) - фериту складу Н з утворенням аустеніту складу J):

ЖВН→АJ

Лінії ECF(лінії солідус) відповідають кристалізації евтектики – ледебуриту:

Жc→АЕ+Fe3С

Сталь є багатокомпонентним сплавом, що містить вуглець і ряд постійних домішок: Si, Mn, S,P, O, N та ін., які роблять впливи на властивості.

Структура сталі після повільного охолодження складається з двох фаз – фериту і цементиту. Кількість цементиту зростає в сталі прямо пропорціонально вмісту вуглецю. Із збільшенням вмісту вуглецю в сталі знижується щільність, зростають електроопір і коерцитивна сила і знижуються теплопровідність, залишкова індукція і магнітна проникність.

Вміст кремнію у вуглецевій сталі, в якості домішку зазвичай не перевищує 0,35-0,4%, а марганцю 0,5-0,8%. Кремній, що залишається після розкислювання в твердому розчині (фериті), сильно підвищує межу текучості. Це знижує здатність сталі до витягу і особливо холодної висадки.

Сірка і фосфор є шкідливою домішкою, і вміст їх в сталі допускається не більше 0,025-0,045%. Шкідливий вплив фосфору ускладнюється тим, що він має велику схильність до ліквації. Внаслідок цього в серединних шарах злитка окремі ділянки збагачуються фосфором і мають різко знижену в'язкість.

Азот і кисень присутні в сталі у вигляді крихких неметалічних включень, оксидів, нітридів й ін. Неметалічні (оксиди, нітриди, частки шлаку) включення будучи концентратором напруги, можуть сильно знизити, якщо вони присутні в значних кількостях або розташовуються у вигляді скупчень, межа витривалості і в'язкість руйнування.

 

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти