Министерство образования РФ

Ангарская государственная техническая академия

Кафедра управления на автомобильном транспорте

«ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ СТРУКТУРОЙ И СВОЙСТВАМИ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗО – УГЛЕРОД В РАВНОВЕСНОМ СОСТОЯНИИ»

методическое указание

для выполнения лабораторной работы по курсу «Материаловедение и технология конструкционных материалов»

Ангарск, 2004

«Исследование зависимости между структурой и свойствами сплавов системы «железо-углерод» в равновесном состоянии». Методическое указание по выполнению лабораторной работы для студентов всех специальностей дневной, ускоренной и заочной форм обучения по курсу «Материаловедение и технология конструкционных материалов».

В методическом указании изложены теоретические предпосылки к формированию структур сплавов системы железо-углерод (сталей и чугунов), а так же влияние этих структур на механические свойства.

Составили: Носырева Е.С., Омарова М. Г. – Ангарск, АГТА, 2004. – 16 с., рис. 4, таблиц – 2, приложение – 1.

Рецензент к.т.н., доцент Асламов А.А.

Рекомендовано учебно-методическим советом

Ангарской государственной технической академии

© Ангарская государственная техническая академия, кафедра УАТ

Лабораторная работа.

Исследование зависимости между структурой и свойствами сплавов системы железо-углерод в равновесном состоянии.

Цель работы:

1. Исследовать микроструктуры сталей и чугунов.

2. Определить содержание углерода в стали по структуре.

3. Определить марки изучаемых сталей и чугунов.

4. Определить механические свойства сплавов и указать применение.

Оборудование, инструменты и материалы для выполнения лабораторной работы:

1. Микроскопы типа МИМ-7.

2. Коллекция микрошлифов сталей и чугунов.

3. Справочный материал.

Под равновесным состоянием сплава понимают такое состояние, когда все фазовые превращения в сплаве полностью закончились в соответствии с диаграммой состояния. Такое состояние наступает только при очень медленном охлаждении. А так как диаграммы состояния строятся по кривым охлаждения, получаемых при очень медленном охлаждении, то для определения структурных составляющих железоуглеродистых сплавов в равновесном состоянии пользуются диаграммой Fe-C.

Краткие сведения из теории.

Часть 1. Стали.

Сталью называется сплав железа с углеродом, содержание которого не превышает 2,14% С. Кроме углерода в стали, присутствуют примеси, которые попадают в сталь в процессе производства.

Если примеси не оказывают какого-либо заметного влияния на структуру и свойства стали, то они называются нейтральными. К таким примесям относятся кремний (Si) и марганец (Mn). Они обычно присутствуют в количестве 0,4-0,7%.

Сера (S) и фосфор (P) отрицательно влияют на некоторые свойства сталей (хладноломкость, красноломкость). Процесс снижения содержания этих элементов связан с использованием различных технологий переплава. Уровень содержания S и P определяет качественность стали. В зависимости от способа производства и степени очистки стали разделяются на: стали обыкновенного качества; качественные; высококачественные и особо высококачественные.

В углеродистых сталях обыкновенного качества допускается содержание S ≈ 0,06% и P ≈ 0,07%. В качественных сталях содержание S и P не должно превышать 0,035% каждого. Высококачественные стали – это, обычно, легированные и высоколегированные стали, в которых содержание S и P не превышает 0,025% каждого. Особо высококачественную сталь можно получить только методом электрошлакового переплава. Содержание S и P в ней допускается не более 0,015% каждого.

По применению стали можно разделить на строительные; машиностроительные конструкционные и инструментальные.