Представление о фазах

Понятие о диаграммах состояния сплавов

Это графическое представление на плоскости состояния сплавов изучаемой системы в зависимости от его концентрации и температуры. Диаграмма состояния показывает равновесные, устойчивые состояния, т.е. такие, которые при данных условиях обладают минимальной свободной энергией. Теоретическое и практическое значения диаграмм состояния очень велики. Изучения любого сплава прежде всего начинается с построения и анализа диаграммы состояния соответствующей системы, так как диаграмма состояния даёт возможность изучать фазы и структурные составляющие сплава.

2.1.1-2.1.3

2.1.2 Фазы, структуры, название линий

CDE- Ликвидус
FDP- Солидус

Qad- Конода

2.1.4 Положение о правиле фаз.

В любой системе количество фаз, находящихся в равновесии, зависит от внутренних и внешних условий. Закономерности всех изменений, происходящих в системе, подчинены

Общему закону равновесия, который называется правилом фаз или законом Гиббса.

Правило фаз выражает зависимость между числом степеней свободы с (вариантностью),числом компонентов k и числом фаз системы f, находящихся в равновесии. В общем виде c=k-f+p. Здесь p- число переменных внешних факторов равновесия (температура и давление). Обычно все превращения в металлах и сплавах происходят при постоянном атмосферном давлении. Тогда правило фаз записываю так: c=k-f+1.

Точка 1:С=2-1+1=2
Точка 2:С=2-3+1=0
Точка 3:С=2-3+1=0

Положение о правиле отрезков.

Это правило может быть использовано только для тех областей диаграмм, в которых сплавы находятся в двухфазном состоянии. Второе положение правила отрезков позволяет определять количественное соотношение фаз при любой температуре.

1)С= %, T C= C
2)Состав А: % Fe C % Fe состав Fe C %Fe % Fe C

3)Количественное соотношение:

Представление о фазах

В системе железо-углерод возможно присутствие следующих фаз: жидкой фазы, твердых

растворов на основе -железа(феррита) и на основе -железа (аустенита),химического соединения Fe C (цементита) и графита.

Феррит (Ф), являющийся твёрдым раствором внедрения углерода в -железо, обозначается Fe (-одна из модификаций железа от 0 С до 911 С (О.Ц.К. решётка)). При температуре 727 С наблюдается максимальная растворимость углерода в феррите, составляющая 0,02%; при температуре 20 С в феррите растворяется примерно 0,006% углерода. Свойства феррита близки к свойствам чистого железа.

Аустенит (А)-твёрдый раствор внедрения углерода в -железа, обозначается Fe (-одна из модификаций железа от 911 С до 1539 С). При температуре 1147 С аустенит может содержать до 2,14% углерода, при 727 С-0,8% углерода. В феррите и аустените могут растворяться многие легирующие элементы, образуя твёрдые растворы замещения и резкого изменяя их свойства. Кроме того, легирование может значительно менять температуру границ существования этих фаз.

Цементит (Ц)- карбид железа Fe C, в котором содержится 6,67% углерода. Температура плавления цементита 1252 С. Цементит обладает высокой твёрдостью (примерно 800НВ), легко царапает стекло, очень хрупок имеет почти нулевую пластичность, сложную ромбическую решётку с плотной упаковкой атомов. При нагреве цементит распадается.

В системе Fe-Fe C на разных ярусах происходят эвтектическое и эвтектоидное превращение. По линии ECF при температуре 1147 С происходит эвтектическое превращение: Ж А + Ц. Образующаяся эвтектика называется ледебуритом.

Ледебурит (Л)- механическая смесь аустенита и цементита, содержащая 4,3% углерода.
По линии PSK при температуре 727 С происходит эвтектоидное превращение: А Ф+Ц
в результате которого из аустенита, содержащего 0,8% углерода, образуется механическая

Смесь феррита и цементита. Образующийся эвтектоид называется перлитом.

Перлит (П)- механическая смесь феррита и цементита, содержащая 0,8% углерода.

Перлит состоит из пластинок цементита в ферритной основе, на травленом шлифе имеет блеск перламутра, отсюда и название-перлит. Зерно перлита состоит из параллельных пластинок цементита и феррита.

2.2.3 Понятие о сталях, чугунах. Разновидности их по структуре (по отношению к белым чугунам)

Сталь - сплав железа с углеродом содержащие до 2,14% углерода при малосм содержании других элементов (примесей).

Классификация сталей.
1. По структуре: доэвтектоидные, эвтектоидные,заэвтектоидные.
2. По хим. Составу разделяются:
а)углеродистые: Fe+C+Пр (Mn<0,8%)
б)легированные: Fe+C+Л.Эл.(Mn > 1%)

3. По назначению делятся на:
а) Строительные
б) Машиностроительные

в) Инструментальные.

Машиностроительные стали
1. Стали обыкновенного качества (Si; P< 0,045%): ст.3,ст.5 т.д. Ст. -сталь, цифры - условная маркировка стали обыкновенного качества.

2. В зависимости от хим. Состава, стали качественные (Si; P< 0,035%); Сталь 45(45-0,45% по углероду),

3. Высококачественные стали (Si; P< 0,025%);Сталь 45А (А- указывает, что сталь высококачественная), Сталь 30ХГСА- высококачественная легированная сталь(0,30%С,

Cr 1%, Mn 1%,Si 1%), Cr X,Ni H,Ti T, V Ф, Mn Г, Si C-легирующие элементы.

4. Стали особо высококачественные (S;P<< 0,025%):Сталь 30ХГС-Ш буква Ш означает, что сталь особо высококачественная.

Поиск по сайту: