Тема 2 Залізовуглецеві сплави

Залізовуглецевими сплавами (сталі і чавуни) є сплави заліза з вуглецем і іншими елементами. Вуглець надає вирішальний вплив на формування структури сплаву.

Слід вивчити діаграму станів системи залізо – вуглець, визначити критичні точки і модифікації заліза при нагріванні і охолодженні. З'ясувати, що залізо з вуглецем здатне утворити тверді розчини, а також хімічну сполуку – цементит Fe₃C. Лінії діаграми, що розташовані нижче лінії солідусу, вказують на протікання процесів вторинної кристалізації (перекристалізації), які пов'язані із зміною розчинності вуглецю в залізі і з алотропними перетвореннями заліза (зокрема, переходом модифікації - заліза в - залізо і навпаки). Вміти самостійно накреслити діаграму, визначити всі фази і структурні складові цієї системи.

Для розуміння формування структури і властивості сталей і чавунів необхідно глибоко вивчити мікроструктуру залізовуглецевих сплавів, їх хімічний склад. Треба з'ясувати вплив вуглецю і постійних домішок на властивості сталей і чавунів, а також принцип класифікації вуглецевих сталей і чавунів, позначення їх марок за Гостом; навчитися визначати за маркою зразка хімічний склад сталі або чавуну.

Властивості сталі в значній мірі залежать від методу виплавки (у конвертерах, мартенівський або в електричній печі), оскільки метод виплавки багато в чому визначає однорідність хімічного складу, наявність неметалічних включень, газів і інших домішок в сталі. Важливо вивчити механічні і технологічні властивості та види випробувань для визначення цих властивостей. Необхідно запам'ятати позначення міцнісних і пластичних властивостей металів і сплавів, встановлених Гостом, знати методи їх визначення, розмірності одиниць і ін.

Питання для самоперевірки

1 Накресліть криві нагріву і охолодження заліза і охарактеризуйте його алотропні перетворення.

2 Накресліть діаграму станів системи залізо - вуглець. Покажіть на цій діаграмі лінії ліквідусу і солідуса. Поясніть лінії кристалізації і перекристалізації (первинної і вторинної кристалізації).

3 Охарактеризуйте основні структурні складові залізовуглецевих сплавів: фериту, аустеніту, цементиту, перліту і ледебуриту.

4 Поясніть вплив вуглецю і постійних домішок сталі на її структуру і властивості.

5 Приведіть ознаки (види) класифікації вуглецевих сталей. Принцип їх маркування за Гостом.

6 Вплив домішок на властивості чавуну. В чому суть класифікації чавуну за структурою?

7 У чому відмінність білого чавуну від сірого чавуну? Чому для виготовлення деталей машин білі чавуни застосовують рідко?

8 Що таке ковкий чавун і як його отримують? Де він застосовується?

9 Приведіть класифікацію чавунів за структурою металевої основи. Охарактеризуйте чавуни марок Сч18, Кч45, Вч40, АЧС-2.

10 Види випробувань механічних властивостей металів і сплавів. На якому устаткуванні випробовують межу міцності і відносне видовження? Що вони характеризують?

11 Види випробувань технологічних властивостей металів.

12 Методи випробування і контролю якості металів і сплавів, галузі їх застосування.