Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов


 

Основными компонентами сплавов железо-углерод являются железо, углерод и цементит.

1. Железо – металл серебристо-белого цвета с температурой плавления – 1539o С.

Абсолютно чистое железо неизвестно. В настоящее время получено железо, с чистотой 99,999%. Технически чистое железо содержит 99,8-99,9% Fe, такое железо называют «армко железо» и используют в электротехнике как магнитный материал. Свойства абсолютно чистого железа и технического железа отличаются.

Железо при нормальной температуре имеет ОЦК решетку и обозначается α-Fe. Полиморфные превращения происходят при температурах 911o С и 1392o С. При температуре ниже 768o С железо ферромагнитно, а выше – парамагнитно. Точка Кюри железа 768o С обозначается А2.

В виде площадок на кривой нагревания отмечены критические точки про нагревании: Ас2, Ас3, Ас4 и охлаждении Аг4, Аг3, Аг2 (А – arrete – остановка, с-choffage – нагрев, г- refroidissment – охлаждение).

Технически чистое железо имеет твердость 80 НВ. Железо характеризуется высоким модулем упругости, наличие которого проявляется и в сплавах на его основе, обеспечивая высокую жесткость деталей из этих сплавов.

Железо со многими элементами образует растворы: с металлами – растворы замещения, с углеродом, азотом и водородом – растворы внедрения.

 

2. Углерод – неметаллический элемент, температура плавления – 3500 0С. В сплавах железа с углеродом углерод находится в состоянии твердого раствора с железом и в виде химического соединения – цементита Ц (Fe3C), а также в свободном состоянии в виде графита (в серых чугунах).

3. Цементит (Fe3C) – химическое соединение железа с углеродом (карбид железа), содержит 6,67 % углерода.

Температура плавления цементита точно не установлена и принимается равной 1550o С. При низких температурах цементит слабо ферромагнитен, магнитные свойства теряет при температуре около 217o С.

Цементит имеет твердость более 800 НВ, но чрезвычайно низкую пластичность. Чем больше цементита в сплавах, тем сплав тверже, и тем менее пластичен.

Цементит – соединение неустойчивое и при определенных условиях распадается с образованием свободного углерода в виде графита. Этот процесс имеет важное практическое значение при структурообразовании чугунов. В железоуглеродистых сплавах присутствуют фазы: цементит первичный I), цементит вторичный II), цементит третичный (ЦIII). Цементит первичный выделяется из жидкой фазы в виде крупных пластинчатых кристаллов. Цементит вторичный – продукт распада аустенита. Цементит третичный – продукт распада феррита, концентрирующийся у границ ферритных зерен.

 

2. Феррит (Ф) – твердый раствор углерода в α-железе.

Феррит имеет переменную предельную растворимость углерода: до 0,02 % при температуре 727o С ( точка P).

При температуре выше 1392o С существует высокотемпературный феррит с предельной растворимостью углерода 0,1 % при температуре 1499o С (точка J)

Феррит имеет твердость – 130 НВ. сильный ферромагнетик до 768o С.

3. Аустенит (А) твердый раствор углерода в γ-железе.

Углерод занимает место в центре гранецентрированной кубической ячейки.

Аустенит имеет переменную предельную растворимость углерода: минимальную – 0,8 % при температуре 727o С (точка S), максимальную – 2,14 % при температуре 1147o С (точка Е).

Аустенит имеет твердость 200…250 НВ, пластичен (относительное удлинение – ), парамагнитен.

При растворении в аустените других элементов могут изменяться свойства и температурные границы существования.

4. Ледебурит – эвтектическая структура чугуна, состоящая из аустенита и цементита. Крисстализуется при температуре 11470 С, содержит 4,3% углерода. Твердость НВ – 650.

5. Перлит (жемчуг) – имеет перламутровый отлив среза, эвтектическая сосотавляющая стали, включающая феррит и цементит, образующаяся при распаде аустенита при температуре 727 С. Образуется как в сталях, так и в чугунах, и имеет важную роль в формировании механических характеристик сплавов. Твердость НВ=200.

 

 



Дата добавления: 2019-12-09; просмотров: 659;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.007 сек.