і, заданої преподавателем, визначити концентрацію і відносна кількість фаз графічним і розрахунковим методами. Оцінити властивості сплаву зазначеної концентрації і його технологічні особливості.
3. Вивчити і замалювати структуру сплавів системи "свинець-сурма" різного складу, а також сплаву системи Ni-Cu заданого складу.
4. За вказівкою викладача побудувати криві охолодження для різних сплавів.
Контрольні запитання
1. Що таке фаза, компоненти, система сплавів? p> 2. Як будуються діаграми стану і які основні властивості сплавів можна виявити за їх допомогою?
3. Які типи діаграм стану можуть утворювати між собою різні компоненти? Від чого залежить той чи інший тип діаграми? p> 4. Як визначити фазовий склад, концентрацію фаз і кількісне співвідношення між фазами за допомогою Коноді?
5. Як змінюються властивості сплавів залежно від їх складу і типу діаграми стану?
Лабораторна робота № 6
Діаграма стану В«залізо-цементитВ». Структура, властивості та застосування залізовуглецевих сплавів
Мета роботи
1. Розглянути і вивчити властивості основних фаз і складних структур у сплавах заліза з вуглецем.
2. Вивчити діаграму стану "залізо-цементит", розглянувши процес кристалізації рідкого сплаву і перетворення в сплавах у твердому стані.
3. Вивчити структури вуглецевих сталей з різним вмістом вуглецю і різних марок чавунів. Встановити зв'язок структури матеріалів з їх властивостями. Визначити області застосування різних сталей і чавунів. p> Теоретичні відомості
До залізовуглецевих металам відносять сталі (вміст вуглецю - до 2,14%) і чавуни (вміст вуглецю - понад 2,14%), які за масштабом і різноманіттю свого застосування мають важливе значення для сучасної техніки.
Щоб розібратися в складних і різноманітних структурних перетвореннях в сплавах на основі заліза і свідомо впливати на них шляхом термообробки для отримання необхідних властивостей, необхідно розглянути перетворення в залізовуглецевих сплавах в умовах фазового рівноваги, тобто ознайомитися з діаграмою стану В«залізо-вуглецьВ».
Компоненти і фази в системі В«залізо-вуглецьВ»
Залізо - метал сріблясто-сірого цвіту, дуже пластичний, з питомою вагою 7,8 г/см 3 , температурою плавлення 1539 В° С. Воно має кілька алотропічних перетворень (аллотропия, або поліморфізм, - здатність деяких речовин при одному і тому ж хімічному складі змінювати тип кристалічної решітки, а отже, мати різні властивості), які наочно показані на кривій охолодження чистого заліза (рис. 6.1).
У процесі кристалізації з рідкої фази при температурі 1539 В° С утворюються кристали d-заліза з об'ємно центрованої кубічної кристалічної гратами (ОЦК), яке позначається Fe d . При подальшому охолодженні d-залізо зберігається до температури 1392 В° С, при якій відбувається полиморфное перетворення d-заліза в g-залізо з гранецентрированной кубічної кристалічної гратами (ГЦК), яке позначається Fe g ; g-залізо стійко до температури 911 В° С. При температурі 911 В° С знову відбувається поліморфне перетворення g-заліза в b-залізо з ОЦК кристалічною гратами (позначається Fe b ).
В
Рис. 6.1. Крива охолодження чистого заліза
При температурі 768 В° С (точка Кюрі) спостерігається магнітне перетворення, в результаті якого утворюється феромагнітне a-залізо з ОЦК кристалічною гратами, яке позначається Fe a .
Модифікації заліза a, b і d володіють однією і тією ж ОЦК кристалічною решіткою. Отже, самостійними кристалічними модифікаціями заліза є тільки a-і g-залізо. p> Позначення критичних точок заліза. Температури поліморфних перетворень заліза прийнято називати критичними точками і позначати їх буквою А з відповідними індексами 2, 3, 4, що вказують на характер перетворення. Щоб відрізнити перетворення, що протікають в залізовуглецевих сплавах при нагріванні, від перетворень при охолодженні прийнято до позначення критичних точок додавати: при нагріванні - індекс с, при охолодженні - індекс r. Наприклад, точка А 3 позначає температуру аллотропіческого перетворення Fe a В«Fe g .
Вуглець - неметалеві елементи з питомою вагою 2,265 г/см 3 , температурою плавлення 3500 В° С. Вуглець має дві алотропічні модифікації: графіту і алмазу. У формі графіту в сплавах вуглець зустрічається тільки в сірих чавунах. p> У залізовуглецевих сплавах присутні наступні тверді фази:
Аустеніт (А) - твердий розчин впровадження вуглецю в g-залозі.
Аустеніт має кубічну гранецентрированную кристалічну решітку. Розчинність вуглецю в Fe g залежить від температури: чим вище температура, тим більше розчинність. Максимальна розчинність вуглецю в Fe g дорівнює 2,14% при температурі 1147 В° С, при температурі 727 В° С розчинність дорівнює 0...
