Питання для самоконтролю

1. З'ясуйте фазові зміни при повільному нагріванні і охолодженні сталей з умістом вуглецю 0,01; 0,1; 0,5; 0,8; 1,5%.

2. Запишіть правило фаз, визначте його складові та навчіться ними користуватись.

3. Сформулюйте правило відрізків. Застосуйте його для визначення концентрації вуглецю в фазах сталі У12 при температурі 1400 °С.

4. З'ясуйте зв'язок між діаграмами подвійних сплавів та діаграмами властивостей (діаграми Курнакова).

Література

1. Алаи С.И. Технология конструкционных материалов. - М.: Просвещение, 1986. - 303 С.

2. Гуляев А.П. Металловедение. - М.: Металлургия, 1986. -541 С.

3. Кнорозов Б.В. Технология металлов. - М.: Металлургия, 1978. - 645 С.

4. Лахтин Ю.М Материаловедение. - М.: Машиностроение, 1980.-528 С.

5. Основы металловедения под ред. Сидорина И.И. - М.: Машиностроение, 1976. - 439 С.

125

діаграмі провести вертикальну лінію, що відповідає даному вмісту вуглецю. Ця лінія перетинає лінії діаграми. Через точки перетину треба провести тонкі горизонтальні лінії, які перетинали б і простір координат кривої охолодження.

В кожній з точок відбувається якесь перетворення, яке на кривій охолодження виразиться поличкою, або перегином.

При С=0 буде так звана "нонваріантна система". Вона виражається поличкою. При С≠0 на кривій охолодження буде перегин.

Так для сталі 45:

С = К-Ф +1

С₁ = 2-2 + 1 = 1

С₂ = 2-3 + 1=0

С₃ = 2-2 + 1 = 1

С₄ = 2-2 + 1 = 1

С₅ = 2 - 3 + 1 = 0

Крива охолодження буде мати такий вигляд:

Р

124

ис. 9.1 Крива охолодження

дорівнює 0,05 мВ, або 50 μВ). Термопарою з пластини і сплаву платини з 10% родію можна вимірювати температури до 1300-1400 °С (короткочасно до 1800 °С). Для вимірювання нижчих температур (до 1000 °С) використовують сплави нікелю з алюмінієм (2 % АІ) - алюмель, або сплав нікелю з хромом (10% Cr) - хромель.

Щоб знайти залежність терморушійної сили від різниці температур спаїв термопари роблять так: один спай занурюють у посудину з танучим льодом або снігом, а другий, разом з термометром занурюють в посудину з водою, яка підігрівається. До вільних кінців термопари приєднують чутливий гальванометр. На підставі величини струму, що показує гальванометр, можна знайти е.р.с. термопари. Якщо на шкалі гальванометра замість величини струму або напруги нанесено відповідні температури, то така термопара з проградуйованим чутливим гальванометром може бути термоелектричним термометром, який має багато цінних якостей. Спрощена схема вимірювання температури з допомогою термопари показана на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Схема установки для вивчення процесу кристалізації термічним методом

1

117

– піч; 2 – тигель; 3 – розплавлений метал; 4 – гарячий спай; 5 – термопара; 6 – ковпачок; 7 – холодний спай; 8 – гальванометр.

Спаяні кінці двох різнорідних дротин поміщають у зону нагріву, а два інші кінці приєднують до проградуйованого гальванометру (чутливому вольтметру). В такому разі різниця температур виникає між звареними кінцями і кінцями приєднаними до гальванометра.

Більш високі температури, в порівняні з термопарами можна виміряти з допомогою пірометрів випромінювання. Вони є чотирьох типів: оптичні, радіаційні, фотоелектричні та кольорові.

Принципова схема оптичного пірометра зображена на рис. 8.2.

Рис. 8.2. Принципова схема оптичного пірометра

Принцип його роботи полягає в порівнянні джерела тепла і лампи розжарення, яке є складовою приладу. При співпадінні яскравості зображення волосок лампи зникає. В цей момент фіксують покази приладу, який проградуйований в градусах. Користуються ним так. Трубку приладу направляють об’єктивом 1 на нагріте тіло. Світло від нагрітого тіла крізь об’єктив, світлофільтр 3 й окуляр 4 потрапляє в око спостерігача , регулюючи розжарення лампи 2, яка живиться від батареї 7, реостатом 6, спостерігач досягає збігу яскравостей

в

118

ідбуваються при повільному нагріванні та охолодженні доевтектоїдної, евтектоїдної та заевтектоїдної сталей та доевтектичних, евтектичних та заевтектичних чавунів.

Наприклад, візьмемо сталь 45. Вона доевтектоїдна, складається з зерен перліту і фериту. При її нагріванні до лінії А₁ ніяких фазових змін не відбувається. По лінії А₁ перліт розпадається в аустеніт, ферит залишається. Він починає поступово розпадатись в аустеніт при подальшому нагріванні до лінії А₃. Вище лінії А₃ буде чистий аустеніт аж до розплавлення.

Нагрівання аустеніту супроводжується двома явищами: перегрівом і перепалом, з'ясуйте їх.

Якщо ці перетворення виразити символами, то можна записати:

Ф+П-Ф+А-А

При повільному охолодженні процеси йдуть в зворотному напрямі:

А-А+Ф-Ф+П

Провівши такий аналіз можна прийти до висновків:

а) до лінії А₁ фазові перетворення відсутні;

б) по лінії А₁ завжди відбуваються перлітні перетворення;

в) вище лінії А₃ і А _ст знаходиться аустеніт.

При вивченні діаграми особливу увагу зверніть на перетворення в сталях з вмістом вуглецю до 0,5 %. Для них характерне перетворення перитектичне.

Правило фаз застосовують для конкретної сталі. Викладач перед заняттям кожному студенту видає процентний вміст вуглецю в сталі.

Для побудови кривої охолодження даного зразка з лівої сторони в зошиті зарисувати стальну частину діаграми залізо-цементит, а з правої координати температура - час. Потім на

123