44. Зависимость свойств сталей от содержания углерода.

Изначально, сталь - это сплав железа с углеродом. Т.е. основной легирующий элемент в сталях - это углерод. Здесь изменение механических свойств стали в зависимости от содержания углерода. Если по простому, то твердость и предел текучести возрастают с увеличением содержания С, предел прочности стали имеет максимум при 0,9% углерода. С увеличением содержания С относительное удлинение и ударная вязкость резко падают. (по сути, - пластичность уменьшается). Чем больше углерода, тем хуже свариваемость, но износостойкость выше будет. С другими легирующими элементами в сталях и их комбинациями - все намного сложнее. Одни поднимают теплостойкость, другие - ударную вязкость, третьи коррозионную стойкость и т.д.

45. Кинетика перлитного превращения.

Общее представление о кинетике перлитного превращения можно получить из рассмотрения диаграммы изотермического распада переохлажденного аустенита. для углеродистой стали, легированной кобальтом, никелем и некоторыми другими элементами, и осложненная диаграмма — для стали с карбидообразователями типа хрома, вольфрама, молибдена и т. д.

При большем переохлаждении определяющим является уменьшение диффузионной подвижности с понижением температуры, поэтому величины Сип начинают быстро уменьшаться, достигая вблизи 400° нулевых значений. Скорость перлитного превращения определяется составом, строением и технологической историей аустенита, полученного в процессе предварительного нагрева стали.

Cкорость зарождения центров п при прочих равных условиях определяется временем и температурой предварительного нагрева для образования аустенита. Увеличение скорости зарождения центров с понижением температуры и уменьшением времени нагрева объясняется зародышевым действием нерастворенных карбидных частиц и микронеоднородностью распределения углерода в аустените. Оба эти фактора играют существенную роль при зарождении по всему объему зерна аустенита, которое наблюдается при малых степенях переохлаждения вблизи температуры А₁. При больших степенях переохлаждения решающую роль играют границы зерен аустенита, на которых происходит преимущественное зарождение. В отличие от скорости зарождения скорость роста перлитных образований не зависит от температуры нагрева, времени выдержки, условий раскисления и, следовательно, неоднородности и величины зерна аустенита. Она постоянна при постоянном составе стали.

Существенное влияние на величины скорости роста и зарождения перлитных зерен оказывает легирование стали.

46. Д.С. Железо-углерод метастабильная. Кристаллизация и структурообразование белых чугунов. Область применения.

Белые чугуны образуются при быстром охлаждении и их структура описывается метастабильной диаграммой.

Структура белых чугунов зависит от содержания углерода и они классифицируются по структуре и содержанию углерода следующим образом: чугуны с содержанием углерода до 4,3% (левее точки С) называются доэвтектическими, с содержанием углерода 4,3% (точка С) – эвтектическими, с содержанием углерода более 4,3% (правее точки С) – заэвтектическими.

В точке С при постоянной температуре 1130°С происходит кристаллизация жидкости по реакции Жс→А_Е +Ц_F. Образующаяся смесь аустенита и цементита называется ледебуритом и представляет собою пластины цементита со столбиками аустенита в них. После окончания кристаллизации сплав будет охлаждаться далее. Содержание углерода в столбиках аустенита при охлаждении будет уменьшаться по линии SЕ. На линии PSK аустенит будет содержать 0,8% (т.S) и распадается на перлит.

Ниже линии РSК ледебурит будет состоять из пластин цементита и столбиков перлита в них.

Ниже линии СД (рис.7.1) в сплаве будет происходить кристаллизация цементита первичного в виде пластин. При произвольной температуре t состав жидкости определяется проекцией точки k на ось концентрации, то есть состав жидкости изменяется по линии ликвидус СД.

Белый доэвтектический чугун также используется в виде заготовок среднего литья, отжигаемых впоследствии на ковкий чугун.