Теоретичні відомості. Діаграма стану залізо — вуглець

Діаграма стану залізо — вуглець

На діаграмі стану залізо — вуглець (рис. 2.8) показано перетворення, які відбуваються в сплавах (від чистого заліза до цементиту за температур від кімнатної до темпе­ратури плавлення заліза та цементиту).

На діаграмі, яку в спрощеному вигляді подано на рис. 2.8, по осі ординат відкладено температуру, а по осі абсцис — відсотковий вміст вуглецю в сплаві залізо — вуглець. Точка А відповідає температурі 1539 °С, точка G — температурі 911 °С (ліва ордината відповідає 100 %-му вмісту заліза); D = 1600 °С; F = 1147 °С; К = 727 °С (права ордината відповідає 100 %-му вмісту F₃C).

Критична точка на діаграмі Р відповідає температурі 727 ° С з вмістом 0,025 % вуглецю; S = 727 °С з вмістом 0,8 % вуглецю; £'=1147 °С з вмістом 2,14 % вуглецю; С = 1147 °С з вмістом 4,3 % вуглецю; К = 727 °С з вмістом 6,67 % вуглецю та F = 1147 °С з вмістом 6,67 % вуглецю. Зліва від умовно проведеної вертикальної лінії вміст вуглецю становить від 0 до 2,14 % і характеризує сталі, праворуч — чавуни.

Лінія ACD відповідає температурам, вище яких сплави і будь яким вмістом вуглецю (0...6,67 %) перебувають у ріді ому стані. Ця лінія відповідає температурам початку ГВОрдНвНИЯ рідких сплавів, Лінію ACD називають лінією ііквідуса (ніч пат liquidus рідкий), а лінію AECF —лінією солідуса (від пат. solidus — твердий). Ця лінія і получає всі точки твердіння сплавів. Лінії GSF та. PSK діаграми - границі тверднучого сплаву — пояснюють зміни структури, які відбуваються в системі сплаву в твердому стані. Під час охолодження в сплавах відбуваються внутрішні перетворення, за яких змінюється структура сплаву.

Температура плавлення сплаву із збільшенням вмісту вуглецю знижується (лінія АС), досягає найменшого зна­чення в точці С, яка відповідає температурі 1147 °С; для сплаву з вмістом вуглецю 4,3 % з його дальшим збіль­шенням до 6,67 % температура плавлення підвищується (лінія CD) і досягає 1600 °С.

Лінія AECF відповідає температурам тверднення рідкого сплаву. Якщо сплав містить вуглецю менше 4,3 %. то він твердне в інтервалі температур між лініями АС і АЕС (утворюються кристали твердого розчину аустеніту), якщо більше 4,3 %, то між лініями CD і Сі⁷ (утворюються кристали цементиту). Нижче лінії AECF сплав перебуває в твердому стані у вигляді сталі або чавуну. З дальшим охолодженням сталі аустеніт починає розпадатися з виділенням фериту або цементиту залежно від вмісту вуглецю.

Аустеніт починає розпадатися залежно від вмісту вуг­лецю за температури, що відповідає лінії GSE, та закін­чується за температури 727 °С для всіх сплавів незалежно від вмісту вуглецю (пряма РК).

Лінія PSK називається евтектоїдною, сталь у точці S називають перлітною, або евтектоїдною, а точку — евтектоїдною. Якщо вміст вуглецю менший від 0,8 %, то між лініями GS і PS з аустеніту виділятиметься ферит, доки концентрація вуглецю не досягне 0,8 %, після чого за температури 727 °С решта аустеніту перетворюється на перліт.

Структура сталі, що містить менше 0,8 % вуглецю, складається з механічної суміші фериту з перлітом. Якщо вміст вуглецю в аустеніті більше 0,8 %, то на межі між лініями SE і SK із аустеніту виділятиметься цементит, у зв'язку з чим відсотковий вміст вуглецю в аустеніті зменшуватиметься, і коли він досягне 0,8 %, аустеніт за тем­ператури 727 °С перетвориться на перліт. Структура такої сталі складатиметься із цементиту і перліту.

Сталь залежно від вмісту в ній вуглецю під час досить повільного охолодження може мати одну з трьох структур: механічна суміш фериту і перліту, якщо вміст вуглецю буде до 0,8 %, перліт — 0,8 % і суміш цементиту з перлітом, якщо вміст вуглецю перевищуватиме 0,8 %.

Завдання до практичної роботи: опрацювати теоретичний матеріал, заповнити таблицю і зробити висновки.

Хід роботи:

Поиск по сайту: