Диаграмма состояния железо-углерод. Структуры и фазы в системе Fe-Fe3c. Влияние углерода и примесей на свойства стали.
С
плавы
железа с ушлеродом в диапазоне концетраций
от 0 до 6.67% подразделяют на три группы:технич
железо(C<0/02%, структура ф или Ф+ЦIII
)(а);стали 0.02<C%<2.14(в структуре П);чугуны
2.14<C%<6.67( в структ Л).По структуре в
равновес состоянии различ.: доэвтектоид
стали(0.02<C%<0.8,П+Ф)(б,в);
эвтектоидн(С=0.8%Ппластин)(г); заэвтектоидн
(0.08<C%<2.14, П+ЦII) (д)
Чугуны,имеющ в своей структуре эвтектику ледебурит назыв белыми и дел: доэвтектич(2.14<C%<4.3, Л+П+ЦII)(ж); эвтектич(С=4.3% . ледебурит)(з); заэвтектическими (4.3<C%<6.67 , Л+ЦI)(и)
Фазы: -Ж -Ф(феррит) = FeαC (Cmax – 0.025%) -А(аустенит) = FeγC (Cmax – 2.14%) -Ц(цементит) – Fe3C (Cmax – 6.67%) -Г(графит)
Феррит – твёрдый раствор углерода в α-железе. ОЦК
Аустенит – твёрдый раствор углерода в γ-железе.ГЦК
Цементит – химическое соединение железа с углеродом – карбид железа Fe3C
Графит образуется в высокоуглеродистых сплавах при метастабильном равновесии.(Если охлаждение(нагрев) происходит медленно, но с реальными скоростями).
Углерод содержится в стали в виде цементита, который представляет собой твердые и хрупкие частицы. С увел С повыш твердость, пределы прочности и текучести(в доэвтектоидн сталях),но умен относит удлинение, отн сужение и ударная вязкость. В заэвтектоидн пределы прочности и текучести сниж из-за образ хрупкой цементитной сетки. (рис) Увелич углерода способствует переходу стали в хланоломкое состояние
Примеси: полезные-кремний(до0.4%), марганец(0.8%).Кремний повыш плотность слитка и текучесть; марганец-повыш прочн, умен красноломкость, вызванную серой. Вредные: Сера-способствует появл красноломкости(хрупкость при горяч обработке давлением). Фосфор-упрочняет, но умен пластичность и вязкость, повыш порог хладноломкости. Азот, кислород-понижают предел выносливости и вязкость, повыш порог хладноломкости. Водород-вызывает охрупчивание.
Структурные классы легированных сталей в равновесном состоянии (влияние легирующих элементов на точки s и е диаграммы Fe-с). Привести примеры сталей различных классов.
Структурные классы легированных сталей в равновесном состоянии
Основные структурные классы легированных сталей в равновесном состоянии (рис.27):
1. Перлитный - углеродистые и низколегированные стали:12Х1МФ, 15Х1М1Ф
доэвтектоидные стали, структура П+Ф;
эвтектоидные стали, структура П;
заэвтектоидные стали, структура П+К
.
2. Аустенитный - стали с высоким содержанием γ-стабилизаторов, структура аустенит легированный (АЛ);08Х15Н24В4ТР,09Х14Н18В2БР
3. Ферритный - стали с высоким содержанием α-стабилизаторов, структура феррит легированный (ФЛ); 08Х17Т
4. Ледебуритный (карбидный) - стали с высоким содержанием углерода и легирующих элементов, структура Л+П+КII. 45Х14Н14В2М
а) б)
Рис. 27. Диаграммы структурных классов легированных сталей: а – стали, легированные -стабилизаторами, б – стали, легированные -стабилизаторами
Зная химический состав стали, по диаграммам (рис. 27) можно определить структурный класс стали в равновесном состоянии.