Диаграммы состояния

10. Методы построения диаграмм состояния.

Динамический метод. Сплав нагревают выше Т_плавл и регистрируют изменение температуры. Строят кривые охлаждения. Точки перегиба или площадки свидетельствуют о прохождении фазовых превращений. Статический метод или метод закалки. Смесь заданного состава предварительно многократно спекают или плавят и измельчают для обеспечения высокой степени гомогенности. Затем небольшую навеску приготовленной смеси (обычно 0,2-0,5 г) заворачивают в платиновую фольгу и помещают в печь, нагретую до заданной температуры. При длительной выдержке в печи в пробе устанавливается равновесное для данной температуры состояние. Потом пробу подвергают резкой закалке, сбрасывая ее в холодную инертную жидкость. При таком охлаждении жидкая фаза, содержащаяся в образце при исследуемой температуре, застывает в виде стекла, а кристаллические фазы фиксируются в том же состоянии, в каком они были во время выдержки. Исследуя закаленную пробу с помощью поляризационного микроскопа и рентгенофазового анализа, определяют количество и природу фаз, сосуществовавших при температуре опыта.

11. Правило фаз. Правила отрезков. Уметь применить правило фаз и отрезков.

Правило фаз (С = К – Ф + 1) используется для объяснения различного поведения кривых охлаждения чистых компонентов и сплавов Правило отрезков позволяет определить химический состав фаз, находящихся в равновесии и соотношение между этими фазами.

12. Диаграммы состояния I-III типов. Кривые охлаждения для различных сплавов диаграмм.

1 – диаграмма для сплавов, образующих механические смеси. 2 – диаграмма для сплавов с неограниченной растворимостью в тв сост. 3 – с ограниченной растворимостью

13. Структурные составляющие сталей, их свойства. Критические точки. Основные превращения на диаграмме при нагреве и охлаждении. Структурные превращения при нагреве и охлаждении в доэвтектоидных сталях. Структурные превращения при нагреве и охлаждении в эвтектоидных и заэвтектоидных сталях.

Феррит(Ф) – тв р-р внедрения атомов С в альфа- Fe(C_max~0.06%). Цементит(Ц) – хим соедин-ие Fe с С (Fe₃C, C_ц=6,67%, самая твёрдая фаза). Перлит(П) – мех смесь феррита с цементитом (Ф_0,06+Ц_6,67>П_0,8, эвтектоид), Аустенит(А) – тв р-р внедрения атомов С в гамма-Fe(С_max=2,14%). Мартенсит (М) – перенасыщенный тв р-р С в альфа-Fe, Ледебурит(Л) – мех смесь А и Ц(С~4.3%). Сорбит (С)– более тонкая (более дисперсная) механическая смесь феррита и цементита, полученная вследствие распада аустенита при более низкой температуре. Тростит (Т) – тонкая (ещё более дисперсная) механическая смесь феррита и цементита, полученная вследствие распада аустенита при ещё более низкой температуре.

Углеродистые и легированные стали.

14. Определение стали. Состав и маркировка углеродистых сталей. Постоянные примеси (полезные и вредные) и их влияние на свойства стали.

Сталь – сплав железа с углеродом, где углерода не более 2,14%. Доэвтектоидные стали Ф+П (С<0,8%), Эвтектоидные П (С~0,8%), Заэвтектоидные П/П+Ц (С>0,8%). Примеси бывают постоянные и случайными. Постоянные примеси бывают вредными (сера (S) и фосфор (P)) и полезными (марганец (Mn) и кремний (Si)). Mn и Si используются для раскисления стали, освобождая её от излишков кислорода и уменьшают влияние серы. S вызывает красноломкость (хрупкость при горячей обработке давлением). P усиливает хладноломкость стали, т.е. повышает температуру перехода характера разрушения из вязкого состояния в хрупкое.