2.2 Определение химического состава

Химический состав сплавов определяется (выражается) значениями концентрации углерода. В рамках данной практической работы концентрация углерода в сплаве рассчитывается по заданным массам сплавляемых компонентов:

= ∙ 10² , мас.% , (1)

где – концентрация углерода в сплаве (в целом),– масса углерода,– масса железа.

2.3 Описание фазового состава сплава

Понятие "фазовый состав" включает в себя следующую информацию:

■ количество фаз, сосуществующих друг с другом при заданной

концентрации и температуре сплава;

■ природа фаз (агрегатное состояние, типы фаз и характер парного

взаимодействия атомов компонентов в каждой из фаз, тип кристалли-

ческой структуры для кристаллических фаз);

■ химические составы сосуществующих фаз;

■ относительные (или абсолютные) массы сосуществующих фаз.

Химические составы сосуществующих фаз и их массы, изменяющиеся в ходе протекания фазовых превращений, определяются по ДФР с помощью так называемого правила отрезков (или правила рычага). Суть указанного правила и последовательность применения его положений изложены в форме графического конспекта-схемы на рис. 1.

Необходимо помнить, что правило отрезков применимо к анализу двухфазных состояний и «работает» в двухфазных (но не однофазных) областях ДФР.

Рисунок 1 – Конспект-схема «Правило отрезков (рычага) как

инструмент разбора процессов кристаллизации»

2.4 Разбор процессов кристаллизации в сплавах

Разбор процессов фазовых превращений при первичной и вторичной (если таковая имеет место) кристаллизации сплава с отражением критических этапов фазовых изменений и результирующих структурных состояний можно проводить в табличной форме (см. тот же рис. 1).

Вместе с тем, очень часто в учебной литературе схематические изображения микроструктур, формирующихся на различных этапах фазовых превращений, размещают на термических кривых у соответствующих участков этих кривых. Пример подобного изображения структур при кристаллизации сплава, разбираемого на предшествующем рис. 1, представлен на рис. 2.

При выполнении данной работы можно рекомендовать использовать оба изложенных приема для характеристики фазовых и структурных состояний исследуемых сплавов.

Возможные структурные составляющие в сплавах железо – цементит и их наименования представлены в табл. 5 в разделе 3.

Изображения микроструктуры, формирующейся при кристаллизации сплавов железо – цементит различного химического состава, представлены в разд. 4.

2.5 Определение расчётной твердости в сплавах железо - цементит

Аддитивный закон изменения твёрдости сплавов железо – цементит представляется выражением:

НВ_спл = (m_α /М_спл) ∙ НВ_α + (m_ц /М_спл) ∙ НВ_ц , (2)

где m_α, m_ц – массы сосуществующих фаз – феррита и цементита, М_спл – масса сплава, НВ_α и НВ_ц – значения твёрдости по Бринеллю феррита и цементита.

Для расчётов можно принять:

■ твердость феррита НВ_α = 800 МПа,

■ твердость цементита НВ_Ц = 800 кгс/мм²,

■ предельная концентрация

углерода в феррите при

Т = 295 К С^α_max = 0,006 мас.%.