5 Контрольні запитання
5.1 Як змінюється розчинність вуглецю у фериті із зміною температури сплаву?
5.2 Як змінюється розчинність вуглецю у аустеніті із зміною температури сплаву?
5.3 Яке перетворення протікає на лінії ECF? На лінії PSK? При охолодженні? При нагріванні?
5.4 Закон Гіббса (правило фаз). Його зміст і застосування.
5.5 Як називаються сталі, які мають < 0.83% С? 0,83% С? >0,83% С?
5.6 Як називаються чавуни які містять < 4,3% С? 4,3% С? >4,3% С?
Робота №8
Вивчення структури і властивостей
вуглецевих сталей
1 Мета роботи
1.1 Вивчити мікроструктуру вуглецевих сталей.
1.2 Встановити залежність твердості сталі від вмісту в ній вуглецю.
1.3 За площею структурних складових визначити в доевтектоїдній сталі вміст вуглецю і марку сталі.
2 Технічні засоби навчання
2.1 Металомікроскоп.
1.4 Набір мікрошліфів різних марок вуглецевих сталей.
1.5 Набір зразків сталей з різним вмістом в них вуглецю для вимірювання на твердість.
1.6 Твердомір ТК-2.
1.7 Діаграма стану залізо - карбід заліза.
1.8 Альбом мікроструктур вуглецевих сталей.
3 Методичні вказівки до самостійної роботи
Опрацювати за підручником і конспектом лекцій розділ "Залізовуглецеві сталі". Звернути увагу на класифікацію вуглецевих сталей за способом виплавлення, якістю, вмісту вуглецю, структурою у відпаленому стані та за призначенням.
Для сталей є характерним те, що весь вуглець, що міститься в сталі при кімнатній температурі знаходиться у зв'язаному стані - у вигляді цементиту (Fе3С), а також відсутня в них евтектика. У відповідності до діаграми стану залізо-вуглець в сталях може бути вміст до 2,14% С.(рисунок 8.1). Крім вуглецю і заліза, в сталях є постійні домішки інших елементів: Si, Mn, S, Р, О, N, Н. Із них найбільш шкідливими є сірка, фосфор і гази.
Властивості вуглецевих сталей залежать, в основному, від вмісту вуглецю. На їх якість впливають домішкові елементи. Чим менше в сталі шкідливих домішок, тим вища якість, тим вищі механічні властивості. Сталі з вмістом вуглецю 0,83% називаються евтектоїдними (перлітними), відповідно з меншою кількістю вуглецю - доевтектоїдними і з більшою кількістю - заевтектоїдними. Якщо в сплаві заліза з вуглецем менше 0,02% С, то такі сплави називаються чистим технічним залізом.
Фази в сталях
Ферит (Ф) - твердий розчин впровадження вуглецю та інших домішок в а - залізі. При кімнатній температурі розчинність у фериті складає 0,006-0,008%, а максимальна розчинність відповідає 0,02% при температурі 727°С. Ферит - м’яка, маломіцна, пластична складова сталі. Твердість складає 80-90 НВ, границя міцності σв =25 кГс/мм2, а відносне видовження δ= 40%.
Аустеніт (А) - твердий розчин впровадження вуглецю та інших домішок в γ- залізі. При температурі 727°С розчиняє в собі 0,83% С (нижче температури 727°С в залізовуглецевих сталях аустеніт не існує), а максимальна розчинність вуглецю в аустеніті при 1147°С складає 2,14% . Сталь з аустенітною структурою немагнітна, має високу пластичність і в'язкість.
Цементит (Ц) - це хімічна сполука заліза з вуглецем - карбід заліза Fе3С. В цементиті міститься 6.67%С. Цементит твердий, крихкий і слабо травиться кислотами. Твердість цементиту складає НВ 800-850. Він являється метастабільною фазою і при певних умовах розпадається з виділенням графіту.
Рисунок 8.1 – Стальна частина діаграми стану Fe-Fe3C