Завдання 1
Опишіть методику виявлення ліквації сірки в сталі (метод Баумана).
Відповідь:
Сірка і фосфор в сталі небезпечні не тільки своїм абсолютним кількістю, але і схильністю до ліквації - нерівномірного їх розподілу. p align="justify"> У ряді випадків, при загальному слабкий кількості, сірка і фосфор можуть концентруватися в окремих зонах перетину і досягати небезпечних меж. Тому важливо знати не тільки абсолютну кількість цих елементів у сталі, а й характер їх розподілу, метод Баумана дає можливість вирішити це завдання. Суть методу полягає в наступному: фотографічну бромосеребряной папір, змочену в 5% водному розчині сірчаної кислоти, емульсійної стороною накладають на поверхню макрошліфах і витримують 1-2 хвилини. При цьому необхідно забезпечити щільний контакт між папером і металом. Сірка в стали знаходиться у вигляді хімічних сполук з марганцем або залізом. За наявності сірки на поверхні макрошліфах відбуватимуться такі реакції:
В
Ag2S утворює на фотопапері темні плями, які вказують на місця розташування (скупчення) сірки. Чим темніше виходить відбиток, тим більше скупчення сірки. p align="justify"> Відбитки промивають у воді і закріплюють у гіпосульфіт. Такий метод дає уявлення про якісне розподілі сірки по перетину металу. p align="justify"> Завдання 2
Опишіть кристалізацію та структурні зміни в твердому стані при охолодженні білого чавуну з 3,5%-м вмістом вуглецю. Накреслити криву охолодження і намалюйте кінцеву структуру чавуну. p align="justify"> Відповідь:
Чавуну називаються сплави заліза з вуглецем, що містять більше 2,14% вуглецю.
Структура чавуну, і, отже, його механічні властивості залежать не тільки від хімічного складу, але і від умов кристалізації і охолодження виливки, а також режиму її термічної обробки.
Залежно від того, в якій формі присутній вуглець у сплаві, розрізняє білі і сірі чавуни.
Білими називаються чавуни, в яких весь вуглець знаходиться у зв'язаному стані у вигляді хімічної сполуки Fe3C званого цементитом. Таку назву він отримав по виду зламу, який має матово-білий колір. Фазовий склад білого чавуну (при нормальній температурі) цементит і ферит. Фазові перетворення, що протікають в цих чавунах при нагріванні і охолодженні, відображає діаграма Fe-Fe3C, представлена ​​на малюнку 1. p align="justify"> Основними фазами в системі Fe - З є: рідкий розчин вуглецю в залозі; твердий розчин вуглецю в Fe ? - ферит, в Fe ? - аустеніт; хімічна сполука заліза з вуглецем Fе3С - цементит.
Практичний інтерес представляють тільки тверді фази.
Існують ще механічні суміші:
Ледебурит - евтектична механічна суміш: в області температур від 1147 В° С до 727 В° С складається з аустеніту і цементиту (А + Ц), а нижче +727 В° С складається з перліту і цементиту (П + Ц ). Містить 4,3% С.
Перліт - евтектоїдна механічна суміш фериту і цементиту (Ф + Ц). Існує нижче 727 В° С і містить 0,8% С.
Сплав містить 3,5% С називається В«доевтектичних чавуномВ», нижче 727 В° С буде мати наступну структуру: Перліт + Вторинний цементит + Ледебурит (перліт + цементит).
До точки 1 сплав знаходиться в рідкій фазі 2 - 1 + 1 = 2. Нижче точки 1 сплав має двофазне стан (12000С): рідина і кристали аустеніту (Ж? Ж + А, С1 = 2 + 1 - 2 = 1). p align="justify"> При температурі 11470С (лінія ЄС, т. 2) аустеніт досягає граничної концентрації, що вказується точкою Е (2,14% С), а залишилася рідина - евтектичного складу 4,3% С (туга С) . При температурі т.2 (лежачою на лінії евтектичного перетворення ЕСF) рідка частина сплаву, що має склад точки С, перетворюється на ледебурит, тобто твердне при одночасній кристалізації двох фаз (аустеніту і цементиту) (ЖС? АЕ + ЦF). Процес евтектичній кристалізації протікає при постійній температурі (на кривій охолодження є площадка 2 - 2 ). Присутні три фази аустеніт (2,14% С), цементит (6,67% С) і рідина (4,3% С) (С = 2 + 1 - 3 = 0). Після затвердіння чавун складається з кристалів аустеніту граничної концентрації та ледебуріта (аустеніт + цементит).
При наступному охолодженні (2 '? 3) з аустеніту, як входить в структуру ледебуритного евтектики, так і структурно вільного виділяється вторинний цементит. Цементит, що виділився з структурно вільного аустеніту, утворює самостійну складову. Цементит ж, що виділяється з аустеніту ледебуріта, нашаровується на вже наявні в Ледебур цементітной частинки. При температурі евтектопдного перетворення (лінія PSK - 727 В...
