Фазовые и структурные превращения диаграммы.

Линия ABCD называется линией ликвидус, выше которой все сплавы находятся в жидком состоянии.

Линия AHJECF называется линией солидус, ниже которой сплавы находятся в твердом состоянии.

Точка А диаграммы соответствует температуре плавления (кристаллизации) железа, равной 1539⁰С. Точки G и N показывают начала полиморфных превращений железа. До температуры 911⁰С (точка G) железо имеет модификацию с ОЦК решеткой. С 911⁰С до 1392 ⁰С (точка N) устойчива модификация железа, которая имеет ГЦК решетку. С1392 ⁰С до температуры плавления опять устойчива.

а) б)

в) г)

Рисунок 9.2 – Микроструктура феррита (а), аустенита (б), перлита (в) и ледебурита (г)

Точка D показывает температуру плавления (затвердевания) цементита, равной 1260 ⁰С.

Линия HJВ – линия перлитного превращения:

Ж_в + Ф_н = А_j.

При взаимодействии жидкой фазы точки В с твердой фазой – ферритом точки Н образуется новая твердая фаза точки J.

Линия ЕСF – линия эвтектического превращения:

Жс = Ае + Ц.

При температуре 1147⁰С на линии ЕСF из жидкой фазы выпадают кристаллы аустенита и цементита. Образующаяся эвтектика носит название ледебурит:

Л = А + Ц.

При температуре 727⁰С по линии PSK происходит эвтектоидное превращение:

А_S = Фр+ Ц.

При медленном охлаждении аустенит распадается на феррит и цементит, образующийся эвтектоид называется перлитом:

П = Ф + Ц.

Задание по работе

Ознакомится с компонентами, фазами и структурными составляющими диаграммы. Зарисовать диаграмму и микроструктуру фаз. Рассмотреть процесс кристаллизации сплавов с различным содержанием углерода.

Тестовые вопросы для самоконтроля.

1. Что показывает точка А диаграммы железо-цементит?

а) полиморфное превращение железа;

б) температуру плавления железа;

в) магнитное превращение железа.

2. Что показывает точка G диаграммы железо-цементит?

а) температуру плавления железа;

б)магнитное превращение железа;

в) полиморфное превращение железа.

3. На линии HJB диаграммы железо-цементит протекает?

а) перитектическое превращение;

б) эвтектичесоке превращение;

в) эвтектоидное превращение.

4. На линии ECF диаграммы железо-цементит протекает?

а) перитектическое превращение;

б) эвтектичесоке превращение;

в) эвтектоидное превращение.

5. На линии PSK диаграммы железо-цементит протекает?

а) перитектическое превращение;

б) эвтектичесоке превращение;

в) эвтектоидное превращение.

6. Феррит – твердый раствор внедрения углерода в...

а) альфа- железе;

б) гамма- железе;

в) железе.

7. Аустенит – твердый раствор внедрения углерода в...

а) альфа- железе;

б) гамма- железе;

в) железе.

8. Перлит – это...

а) твердый раствор углерода в альфа-железе;

б) твердый раствор углерода в гамма- железе;

в) эвтектоидная смесь феррита и цементита.

9. Ледебурит – это . ..

а) твердый раствор углерода в альфа-железе;

б) эвтектоидная смесь феррита и цементита;

в) эвтектоидная смесь аустенита и цементита.

10. Цементит – это . . .

а) твердый раствор углерода в альфа-железе;

б) химическое соединение железа с углеродом;

в) эвтектоидная смесь аустенита и цементита.

11. Низкотемпературный феррит содержит . . .

а) 0,025% С;

б) 0,8 % С;

б) 2,14% С.

12. Высокотемпературный феррит содержит . .

а) 0,1% С;

б) 0,16% С;

в)0,5% С.

13. Аустенит при 727⁰ С содержит…

а) 0,025%С;

б) 0,8 % С;

в) 2,14% С.

14. Аустенит при 1147⁰ С содержит...

а) 0,025% С;

б) 0,8 % С;

в) 2,14% С.

15. Перлит содержит...

а) 0,025% С;

б) 0,8 % С;

в) 2,14% С.

16. Ледебурит содержит...

а) 2,14 %С;

б) 4,3 % С;

в) 6,69 % С.

17. Цементит содержит...

а) 2,14 %С;

б) 4,3 % С;

в) 6,69 % С.

18. Линия АВ диаграммы железо-аустенит показывает начало кристаллизации...

а) феррита;

б) аустенита;

в) ледебурита.

19. Линия ВС диаграммы железо-аустенит показывает начало кристаллизации . . .

а) феррита;

б) аустенита;

в) ледебурита.

20. Линия СD диаграммы железо-аустенит показывает начало кристаллизации -

а) аустенита;

б) цементита;

в) ледебурита.

21. Линия SE диаграммы железо-аустенит показывает содержание углерода -

а) феррите;

б) аустените;

в) перлите.

22. Что показывает точка N диаграммы железо-цементит?

а) температуру плавления железа;

б) температуру плавления аустенита;

в) полимерное превращение железа;

23. Что показывает точка D диаграммы железо-цементит?

а) температуру кристаллизации железа;

б) температуру кристаллизации ледебурита;

в) температуру кристаллизации цементита;

24. Альфа-железо имеет элементарную . . . кристаллическую ячейку

а) объемноцентрированную кубическую;

б) кубическую;

в) гранецентрированную кубическую.

25. Гамма- железо имеет элементарную . . . кристаллическую ячейку

а) объемноцентрированную кубическую;

б) кубическую;

в) гранецентрированную кубическую.

26. Существование одного металла в нескольких кристаллических формах называется . . .

а) полигонизацией;

б) анизотропией;

в) полиморфизмом.

27. При какой температуре ферромагнитное железо превращается в парамагнитное?

а) 727⁰С;

б) 768⁰С;

в) 911⁰С.

28. В интервале температур от 0⁰ до 911⁰ С железо имеет кристаллическую решетку . . .

а) кубическую;

б) кубическую объемноцентрированную;

в) кубическую гранецентрированную.

29. В интервале температур от 911⁰ до 1392⁰ С железо имеет кристаллическую решетку . . .

а) кубическую;

б) кубическую объемноцентрированную;

в) кубическую гранецентрированную.

30. В интервале температур от 1392⁰ до 1539⁰ С железо имеет кристаллическую решетку . . .

а) кубическую;

б) кубическую объемноцентрированную;

в) кубическую гранецентрированную;

Занятие 10. Практическая работа № 2 «Исследование микро и макроструктуры стали».

Цель работы

Изучение микроструктуры и влияния углерода на механические свойства стали.

Материальное оснащениеДля проведения работы необходимо иметь: металлографический микроскоп, коллекцию микрошлифов и альбом микроструктур углеродистых сталей.