Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Бердичівський коледж промисловості, економіки та права

Затверджено

Методичною радою

Голова методичної ради

_________ Т.С.Капралюк

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

для вивчення тем з дисципліни

“Основи металознавства”

Розділ 3

Тема 3.4, 3.5

для студентів спеціальності 5.05040201

“Ливарне виробництво чорних і кольорових металів і сплавів”

Автор-укладач Шенгелая С.В.

Розглянуто та схвалено на засіданні циклової комісії

5.05040201 “Ливарне виробництво чорних і

кольорових металів і сплавів”

Протокол № 1 від 31.08.2012 р.

Голова комісії _______________ Р.В.Єрмоленко

2012

Зміст

Тема 3.4. Діаграма стану Fe-Fe3c. Сталі та білі чавуни. 3

1. Компоненти залізовуглецевих сплавів. 3

2. Фази системи Fe-Fe₃C. 3

3. Діаграма стану Fe-Fe₃C. 4

3.1. Лінії та області діаграми. 5

3.2. Класифікація сталей та білих чавунів. 6

4. Кристалізація типових сплавів. 8

Тема 3.5. Діаграма стану Fe-c. Сірі чавуни 10

1. Фази та фазові області системи Fe-C 10

2. Процес кристалізації сірих чавунів. Мікроструктури сірих чавунів 12

3. Вплив складу і швидкості охолодження на структуру чавунів 13

4. Чавуни сірі, ковкі та високоміцні 15

Тема 3.4. Діаграма стану Fe-Fe₃C. Сталі та білі чавуни.

План

1. Компоненти залізовуглецевих сплавів.

2. Фази системи Fe-Fe₃C.

3. Діаграма стану Fe-Fe₃C.

3.1. Лінії та області діаграми.

3.2. Класифікація сталей та білих чавунів.

4. Кристалізація типових сплавів.

Рекомендована література:

1. Самохоцкий А.Н. „Металловедение”, изд. Металургія, 1990, М.

2. Бялик О.М., Черненко В.С., Писаренко В.М., Москаленко Ю.Н. Металознавство М. ”Политехника”, 2002

3. Лахтин Ю.М. „Металловедение” и „Термическая обработка металлов”; М „Металлургия”; 1979

4. В. Попович „Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство” Львів, 2002р.

Студенти повинні знати:

Основні поняття про сплав, типи зв’язків у сплавах, основні лінії та області діаграми, розташування сталей та білих чавунів.

Студенти повинні вміти:

Визначити тип сплаву, дати порівняльну характеристику між сталями та чавунами.

1. Компоненти залізовуглецевих сплавів.

Серед металевих матеріалів сплави заліза з вуглецем — сталі й чавуни — найпоширеніші. Вони використовуються в ycix галузях промисловості, тому діаграма залізо-цементит має важливе теоретичне й прикладне значення.

Компонентами залізовуглецевих сплавів є два хімічні елементи — Ферум та Карбон.

Ферум або залізо — сріблясто-білий метал з температурою плавлення 1539 °С i густиною 7,87∙10³ кг/м³. Йому властива добра пластичність, невисока міцність i низька твердість. Залізо може мати дві кристалічні модифікації модифікацію γ (ГЦК) в інтервалі температур 911...1392 °С i модифікацію α (ОЦК) при температурах, нижчих за 911 °С та в межах високих 1392...1539 °С температур. Високотемпературну модифікацію іноді позначають літерою δ.

Карбон або вуглець може перебувати в сплавах у цементиті Fe₃C, у твердих розчинах проникнення, а також у вигляді графіту. Графіт має просту гексагональну кристалічну комірку з координаційним числом 6 (Г6). Він характеризується низькою міцністю та поганою пластичністю.

2. Фази системи Fe-Fe3c.

До фаз системи залізо-цементит належать: рідкий розчин Р,ферит Ф, аустеніт A i цементит Ц.

Рідкий розчин Р — однорідна рідина, що складається із заліза та вуглецю. Рідкий розчин існує як окрема фаза над лінією ліквідус, а між лініями ліквідус та солідус він перебуває у рівновазі з кристалічною фазою (феритом, аустенітом або цементитом).

Ферит Ф — твердий розчин проникнення вуглецю в α-залізі. Розрізняють низькотемпературний α-ферит й високотемпературний β-ферит. Максимальна розчинність вуглецю у α-фериті становить 0,02 % i в β-фериті — 0,1 %. Така незначна розчинність пояснюється малими розмірами порожнин в об'ємноцентрованому кубі заліза проти розмірів атома Карбону.

Аустеніт А — твердий розчин проникнення вуглецю в γ-залізі з максимальною розчинністю 2,14 % С. Атом Карбону може перебувати в центрі ГЦК. Аустеніт не магнітний, досить пластичний i має твердість за Брінеллем в межах 170...220.

Ц ементит Ц — хімічна сполука заліза з вуглецем Fe₃C, яка відповідає концентрації вуглецю 6,67 %. Твердість цементиту дуже висока (800 НВ), його температура плавлення становить 1260 °С.