26.Понятие о сплавов мет-ов.Структур-е составляющее сплава железо-углерод.

Метал-е сплавы–материалы,состоящие из 2 или более компонентов и обладающие св-вами,характерными для металлов.Ме и сплавы в твердом состоянии имеют поликристалл-ю структуру,состоящ из отдел-х зерен–монокристалл-х областей.Для описания атомно-кристал-й структуры используют понятие кристалл-й решетки,являющся воображаемой пространс-й сеткой с атомами в узлах.

Переход ме из жидкого состояния в твердое наз кристаллизацией.Сплавы,находящ-ся в твердом состоянии делят по составу на 3 группы:твердый раствор(жидкие растворы,имеют одну кристалл-ю решетку),хим соединение(однородный сплав,образ кристалл-ю решетку,не похожую на решетки сплавляемых компонентов),механич смесь компонентов(неоднородны по структуре и м. состоять из кристаллов чистых компонентов,твердых раство­ров и хим соединений).

Диаграмма состояния сплавов железо-углерод.Она представляет собой графич изображение фазового состояния сплавов и критич точек в зависимости от температуры и концентрации в условиях равновесия.Равновесными явл условия,при кот процессы,протекающ в системе,обратимы.Диаграмму состояния строят в координатах температура—концентрация.Наиболее важным примером диаграмм состояния явл фазовая диаграмма сплавов железо-углерод,т.к. она явл научной основой произ-ва и всех видов обработки стали и чугуна.Железо с углеродом м. образовывать одно- и двухфазные системы.К однофазным системам железоуглер-х сплавов относятся:

-феррит–твердый раствор углер(до 0.058) в альфа-железе,мягкий,пластичный,магнитен.Феррит практически чистое железо.

-аустенит–твердый раствор углерода в гама-железе(до 2%) Немагнитен и более твердый и прочный.

-цементит(карбид железа)–хим соединение железа с углеродом Fe3C.В цементите содержится 6,67 % углерода;он имеет очень высокую твердость и оч хрупкий.

Двухфазными системами железоуглеродистых сплавов явл:

-перлит–механич смесь феррита и цементита,обра-ся при медленном охлаждении из аустенита при температуре 727 С и содержит углерода 0,8 %, характер-ся своеобразной зернистой структурой и высокой прочностью,по тверд соответст аустениту.

-ледебурит–микроструктура,образ-я перемежающимися слоями аустенита и цементита,имеет пластич строение,формир-ся в эвтектич-й точке(4,3 % С 1147 С),имеет оч высокую твердость и хрупкость.

Диаграмма сплавов железа с углеродом включает сплавы,содержащ от 0 до 6,67 % углерода(100 % Fe₃C),так как сплавы с более высоким содержание углерода не имеют практич-го применения.Левая ордината соответствует 100 %-ному содержанию железа,правая – 6,67 %-ному содержанию углерода.В сплавах железо—углерод при распаде аустенита возможна кристаллизация углерода в свободном состоянии в виде графита.Графит явл неметалл-ой фазой,он мягок и обладает низкой пластичностью,располагается в основной массе сплава,име­ет развитую объемную форму в виде пластинок.Диаграмма состояния дает представление о св-вах и применении сплавов с разной концентрацией компонентов.

27.Произ-во чер-х мет-ов,св-ва,применение сталей и чугунов.

Ме делят на черные(железо и сплавы на его основе) и цветные(все остальные ме-имеют характерную окраску (красную,желт);обладают пластичностью;малой плотностью;относительно низкой температур плавления,нет полиморфизма).Черные имеют: темно-серый цвет;большую плотность;высокую температуру плавления;относительно высокую твердость;обладают полиморфизмом(способностью существовать в различном кристалл-м состоянии).Сплавы на его основе–чугуны и стали.На их долю приходится 95 % производимой в мире металлопродукции, а на цветные – только 5 %.

Основной схемой произ-ва черных ме явл получение чугуна в доменной печи и передел чугуна на сталь.Исходным сырьем для произ-ва чугуна явл железные руды,топливо и флюсы.В кач-ве топлива использ каменноуг-й кокс или природный газ.Флюсы–известняки,вводятся в доменную печь для отделения пустой породы и золы.Для осуществления доменного процесса в печь подают сжатый воздух,нагретый до 1200 С и обогащ-й кислородом.В доменном произ-ве выплавляют 3 вида чугуна:передельный(85 % от общ объема-использ для дальнейш передела в сталь),литейный(12 %- для получения литейных чугунов),спец-й(3 %- ферросплавы применяются в кач-ве присадок и раскислителей при выплавке сталей).

Сталь по сравнению с чугуном имеет более высокие физико-механич св-ва,она прочнее и пластичнее,хорошо обрабат-ся методами пластической деформации.Задача передела чугуна в сталь состоит в том,чтоб из чугуна удалить избыток углерода и примесей.Сталь произв-ся нескол-ми способам.В зависимости от степени раскисления различают сталь кипящую,спокойную и полуспокойную.

Кипящая сталь раскисляется не полностью только ферромарганцем.После разливки она продолжает кипеть,имеет небольшую плотность и прочность,высокую пластичность,применяется для изготовления хоз-х тов-в.Преимуществом кипящей стали явл высокий выход годного продукта–до 95 %.

Спокойная сталь раскислена полностью в печи и застывает спокойно,выход готового продукта–85 %.Кач-во стали выше,чем у кипящей,она применяется для произ-ва ответств-х деталей и конструкций.

Полуспокойная сталь по св-вам и кач-ву явл промежуточ м/у спокойной и кипящей сталью.Больший выход годного продукта,однородность структуры слитка.

В металлургии применяют 3 способа произ-ва стали в зависимости от вида печей:кислородно-конверторный,мартеновский и элетросталеплавильный.