12.Диаграммы состояния сплавов с образованием устойчивого химического соединения.

Диаграмма состояния сплавов представлена на рис. 5.6.

Рис. 5.6. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения

Диаграмма состояния сложная, состоит из нескольких простых диаграмм. Число компонентов и количество диаграмм зависит от того, сколько химических соединений(х.с.- рассматривается как самостоятельный компонент способный образовать сплавы с каждым из исходных компонентов) образуют основные компоненты системы. Число фаз и вид простых диаграмм определяются характером взаимодействия между компонентами.

Эвт₁ (кр. А + кр. AmBn);

Эвт₂ (кр. B + кр. AmBn).

У сплавов образующих химическое соединение и эвтектику физико-химические св-ва меняются по линейной зависимости и представляют среднее из св-в компонентов и хим-х соединений.

13.Связь свойств сплавов с типом диаграмм состояния.

13(А)Диаграмма состояния железо-углерод. Фазы и структурные составляющие железоуглеродистых сплавов.

Равновесное состояние железоуглеродистых сплавов в зависимости от содержания углерода и температуры описывает диаграмма состояния железо - углерод. На диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов (рис. 1) на оси ординат отложена температура, на оси абсцисс - содержание в сплавах углерода до 6,67%, то есть до такого количества, при котором образуется цементит Fе₃С. По диаграмме состояния системы железо - углерод судят о структуре медленно охлажденных сплавов, а также о возможности изменения их микроструктуры в результате термической обработки, определяющей эксплуатационные свойства.

В системе железо-цементит (Fe - Fе₃С) имеются следующие фазы: жидкий раствор. твердые растворы- феррит и аустенит, а также химическое соединение - цементит. Аустенит g-Fe - твердый раствор углерода в g-железе. Предельная растворимость углерода в g-железе 2,14%. Он устойчив только при высоких температурах, а с некоторым примесями (Мn, Сг и др.) при обычных (даже низких) температурах. Аустенит обладает высокой пластичностью, низкими пределами текучести и прочности. Твердость аустенита 160...200 НВ.

Цементит Fе₃С - химическое соединение железа с углеродом, содержащее 6,67% vглерода. Температура плавления ~1250°С. Время его устойчивости уменьшается с повышением температуры: при низких температурах он существует бесконечно долго, а при температурах, превышающих 950°С, за несколько часов распадается на железо и графит. Цементит имеет точку Кюри (210°С) и обладает сравнительно высокими твердостью (800 НВ и выше) и хрупкостью. Ледебурит – двухфазная структура, эвтектическая смесь аустенита и цементита с содержанием углерода 4,3%, продукт кристаллизации жидкого сплава при т=1147. Перлит - двухфазная структура, эвтектоидная смесь феррита и цементита пластинчатого строения с содержанием С- 0,83%, продукт распада аустенита при т=727. Линия ABCD - линия начала кристаллизации сплава (ликвидус), линия AECF - линия конца кристаллизации сплава (солидус).ECF-линия эвтектического превращения, EC-линия ограниченной растворимости С в А, GSGP-линия полиморфного превращения, PSK-линия эвтектоидного превращения, PQ-линия ограниченной растворимости С в феррите. • стали - до 2,14% С, не содержат ледебурита;• чугуны - более 2,14% С, содержат ледебурит.В зависимости от содержания углерода (%) железоуглеродистые сплавы получили следующие названия:• менее 0,83 - доэвтектоидные стали;• 0,83 - эвтектоидные стали;• 0,83...2 - заэвтектоидные стали;• 2...4,3 - доэвтектические чугуны;• 4,3...6,67 - заэвтектические чугуны. Другой источник: Любая разновидность термической обработки состоит из комбинации четырех основных превращений, в основе которых лежат стремления системы к минимуму свободной энергии 1. Превращение перлита в аустенит , происходит при нагреве выше критической температуры А_1, минимальной свободной энергией обладает аустенит.

2. Превращение аустенита в перлит , происходит при охлаждении ниже А₁, минимальной свободной энергией обладает перлит:

3. Превращение аустенита в мартенсит , происходит при быстром охлаждении ниже температуры нестабильного равновесия

4. Превращение мартенсита в перлит ; – происходит при любых температурах, т.к. свободная энергия мартенсита больше, чем свободная энергия перлита.

)