- •«Материаловедение и технология конструкционных материалов»
- •Лабораторная работа № 2
- •Лабораторная работа № 3
- •Лабораторная работа № 4 диаграмма состояния сплавов «железо-углерод» цель работы
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Фазы на диаграмме Fe-c
- •1.4 Двухфазные структуры на диаграмме Fe-c
- •1.5 Фазовые превращения сплавов
- •Микроструктурный анализ железоуглеродистых сплавов в равновесном состоянии цель работы
- •I. Теоретическа часть
- •Техническое железо
- •Серый чугун
- •Ковкий чугун
- •Высокопрочный чугун
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Измерение твердости по Бринеллю
- •Измерение твердости микроскопом мир: а - внешний вид микроскопа; б - отсчет по шкале микроскопа
- •Расчетная часть
- •Твердость по методу Роквелла
- •Цель работы
- •1.Теоретическая часть
- •Отжиг п рода
- •Нормализация
- •Температурные интервалы нагрева стали при термообработке: а - отжиг II рода и закалка; б - нормализация
- •1.3. Закалка
- •Твердость образцов после термообработки
1.4 Двухфазные структуры на диаграмме Fe-c
Перлит (П) - это механическая или эвтектоидная смесь двух фаз: феррита и цементита вторичного. Он образуется при охлаждении, когда аустенит, содержащий 0,8 % С ( точка S), распадается на две фазы - бедную углеродом (Ф) и богатую углеродом (Ц). Твердость перлита около НВ 200.
Эвтектоидное превращение идет при постоянной температуре (линия PSK):
727ºС
А П(Ф + Ц,) (1)
0.8 % С 0.02 % С 6.67 % С
Ледебурит (Л) - это механическая или эвтектическая смесь аустенита и цементита в интервале температур от 1147 до 727°С и перлита и цементита ниже 727 OС.
Ледебурит образуется при температуре 1147 °С, когда жидкая фаза содержит 4,3 % С (точка С). Он имеет твердость около 650 НВ.
Эвтектическое превращение идет при постоянной температуре (линия ECF)
1147°С
ЖЛ (А + Ц,)
4.3% С 2.14% С 6.67% С
1.5 Фазовые превращения сплавов
Изучение фазовых превращений сплавов необходимо связывать с кривыми охлаждения. Вид кривой охлаждения для эвтектического сплава (4,3 % С) приведен на рисунке. На его примере подробно рассмотрим превращения, которые происходят при охлаждении сплава.
При постоянной температуре 1147 °С (точка С) вся жидкая фаза превращается в ледебурит (2), в котором аустенит содержит 2,14 % С. По мере охлаждения содержание в нем углерода снижается до 0,8 %, Этот избыточный углерод образует с железом цементит вторичный (ЦII). При температуре 727 °С идет эвтектоидное превращение (1), в результате которого образуется феррит (в составе перлита) с содержанием углерода 0,02%. При охлаждении содержание углерода в феррите уменьшается до 0,006 % и образуется цементит третичный (ЦIII).
При комнатной температуре в состав ледебурита будут входить фазы: феррит, цементит первичный, вторичный и третичный; или ледебурит состоит из перлита и цементита первичного (П+ЦI). Из-за небольшого количества цементит вторичный и третичный на этих участках диаграммы не приводится.
В доэвтектических и заэвтектических сплавах процесс кристаллизации начинается с образования соответственно фазы бедной (А) или богатой углеродом (ЦI). При этом по мере охлаждения в жидкой фазе концентрация углерода приближается к эвтектической (4,3 %).
Фазовые превращения в сталях отличаются от фазовых превращений в чугунах тем, что в них не образуется ледебурит. Жидкая фаза при кристаллизации образует аустенит. В эвтектоидной стали (0,8 % С) при температуре 727 ○С образуется перлит, а при дальнейшем охлаждении - цементит третичный. В доэвтектоидных и заэвтектоидных сталях идет образование соответственно феррита (линия QS) и цементита вторичного (линия SE). В результате этого содержание углерода в аустените приближается к эвтектоидной концентрации и идет эвтектоидное превращение (линия PSK). При дальнейшем охлаждении сплавов образуется цементит третичный.
ВЫВОД
В данной лабораторной работе мы изучили фазовые и структурные превращения железоуглеродистых сплавов. построили кривую охлаждения с заданным процентным содержанием углерода.