- •Иркутский государственный технический университет металловедение чёрных сплавов
- •Лабораторная работа 1 Диаграмма состояния «железо – углерод»
- •Значение диаграммы состояния «железо – углерод»
- •Компоненты и фазы системы «железо – углерод»
- •Физический смысл точек и линий диаграммы
- •Строение железоуглеродистых сплавов
- •8 Полиморфные превращения
- •Влияние растворимости углерода на структуру сплава
- •9 Распад аустенита при охлаждении
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 2 Изучение микроструктуры и свойств углеродистых сталей и чугунов
- •Влияние постоянно присутствующих примесей на свойства сталей
- •Структурные составляющие в сталях
- •Влияние углерода на свойства стали
- •Технически чистое железо
- •14 Классификация и маркировка сталей
- •Дефекты сталей
- •Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
- •Методические указания и порядок выполнения работы
- •Закалка
- •29 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 4 Строение сварного соединения
- •Микроструктура металла зоны термического влияния
- •Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
- •Методические указания и порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Классификация легированных сталей
- •Конструкционные цементуемые стали
- •Конструкционные улучшаемые стали
- •Рессорно-пружинные стали
- •Шарикоподшипниковые стали
- •Конструкционные износостойкие стали
- •Коррозионно-стойкие хромо-никелевые стали
- •Жаропрочные стали
- •Инструментальные быстрорежущие стали
- •43 Штамповые стали для холодного деформирования
- •Штамповые стали для горячего деформирования
- •Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
- •Методические указания и порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 6 Макроскопический анализ металлов и сплавов
- •Краткие сведения из теории
- •Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
- •Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
- •Задание
- •Контрольные вопросы
- •Основные параметры цементации:
- •Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы
- •Задание
- •Контрольные вопросы
- •63 Список рекомендуемой литературы
- •Оглавление
Строение железоуглеродистых сплавов
Строение железоуглеродистых сплавов определяется составом, условиями затвердевания и структурными изменениями в твёрдом состоянии. В зависимости от содержания углерода сплавы называют сталями (содержат углерода менее 2,14%) и чугунами (содержат углерода более 2,14%).
К
6
а б
Рис. 1.2. Левая верхняя часть диаграммы (а) и кривые охлаждения сталей (б) для интервала температур 1300÷1600 °С
Температуры фазовых превращений обозначены цифрами 1, 2, 3 и т.д. Затвердевание сталей, содержащих до 0,51% С, начинается с выпадения кристаллов -твердого раствора обычно в виде дендритов (сплавы I, II, III, IV). При концентрациях углерода до 0,1% кристаллизация заканчивается образованием однофазной структуры -твердого раствора (сплав I).
а б
Рис. 1.3. Левая нижняя часть диаграммы (а) и кривые охлаждения сталей (б) для интервала температур 300÷1000 °С
С
7
Затвердевание чугунов ниже линии ВС (сплавы I, II, рис. 1.4), начинаясь с выделения избыточного (первичного) аустенита, заканчивается эвтектическим распадом остатка жидкости по одному из трех возможных вариантов:
Ж А + Г, (в этом случае получаются так называемые серые чугуны)
Ж А + Ц (получаются белые чугуны)
Ж А + Г + Ц (получаются половинчатые чугуны).
а б
Рис. 1.4. Правая часть диаграммы (а) и кривые охлаждения (б) белых чугунов
В зависимости от условий кристаллизации графит выделяется в виде разветвленных или шаровидных включений, а цементит – в виде монолитных пластин и/или проросших разветвленным аустенитом (ледебурит). В сплавах, содержащих более 4,3% С (сплав III, рис. 1.4), кристаллизация расплава, переохлажденного ниже линии DC, в условиях медленного охлаждения начинается с образования первичного графита разветвленной или шаровидной формы. В условиях ускоренного охлаждения образуются пластины первичного цементита. При промежуточных скоростях охлаждения выделяются и графит, и цементит. Кристаллизация белых чугунов завершается распадом остатка жидкости на смесь аустенита с цементитом (ледебурит). На рисунке 1.4 показана правая часть диаграммы и кривые охлаждения белых чугунов.