25 Побудувати і пояснити криву охолодження заевтектичного чавуну.

Кристалізація заевтектичних чавунів (сплав IV на рис. 5.2) починається з виділення в точці 16 кристалів первинного цементиту Ц₁ у вигляді пластин. При температурі точки 17 (1147 °С) відбувається евтектичне перетворення Р_С Л(А_Е+Ц), після завершення якого структура буде складатися з ледебуриту і первинних кристалів цементиту. Така структура буде зберігатися аж до кімнатної (точки19) з тією різницею, що в кінцевому ледебуриті буде не аустеніт, а перліт, який утворився внаслідок евтектоїдного перетворення при температурі точки 18 —727 °С (рис. 5.4, в).

Ці чавуни називаються білими, оскільки в зламі мають білий сріблястий колір, який визначається наявністю в структурі цементиту.

26-27. Причини поділу залізовуглецевих сплавів на сталі і чавуни по концентрації 2,14 % С.

Класифікація вуглецевих сталей

Сталями називаються сплави Fe і C, які містять до 2,14 %С.

Класифікація сталей проводиться по наступним параметрам :

І) По структурі у відпаленому стані :

а) доевтектоїдні – Ф+П; до 0,83 % С

б) евтектоїдні – П; 0,83 % С

в) заевтектоїдні – П+Ц_ІІ; 0,83 – 2,14 % С

ІІ) По вмісту вуглецю :

1) технічне залізо – містить до 0,025 %С

2) конструкційні сталі - містять 0,1 – 0,7 %С, і в свою чергу діляться на :

2.1 Цементовані сталі (0,15 – 0,25 %С)

2.2 Будівельні сталі – до 0,33 %С.

2.3 Поліпшувані сталі – містять 0,3 – 0,5 %С.

2.4 Сталі з високим вмістом вуглецю – 0,6 – 0,85 %С.

Чавуни

Чавунами називаються сплави заліза і вуглецю, які містять більше 2,14 % вуглецю. В залежності від стану вуглецю чавуни бувають білими та сірими.

Білий чавун

Білим називається чавун, у якого весь вуглець знаходиться у зв’язаному стані у вигляді цементиту. По кількості вуглецю і структурі білі чавуни діляться на доевтектичні (2,14 – 4,3% С), евтектичні (4,3% С), заевтектичні (4,3 – 6,67% С).

Сірі чавуни

Сірим називається такий чавун, у якому весь вуглець перебуває у вільному стані у вигляді графіту.

Вірогідність утворення у рідкій фазі ( або аустеніті ) метастабільного цементиту, який містить 6,67 %С,значно вища ніж графіту , який складається тільки з атомів вуглецю.

Ковкий чавун

Ковкий чавун – це чавун з пластівцевою формою графітних включень.

Хімічний склад білого чавуну, який відпалюють на ковкий чавун, вибирають в межах: 2,5…3,0% С, 0,7…1,5% Si, 0,3…1,0% Mn, ≤ 0,12% S, 0,18% P.

Високоміцний чавун

У високоміцному чавуні графіт має кулясту форму. Чавун з кулястим графітом має більш високі механічні властивості, які не поступають властивостям литої сталі. При цьому зберігаються гарні ливарні властивості та оброблюваність різанням, здатність гасити вібрації, чавун має високу зносостійкість.

Склад чавуну як правило: 2,7…3,7% C, 1,6…2,9% Si, 0,3…0,7% Mn, ≤0,1% S та P.

28. Вплив вмісту вуглецю на структуру і властивості вуглецевих сталей.

Вплив вуглецю. Сталь після повільного охолодження , тобто у відпаленому стані, складається із двох фаз – Ф і Ц. Кількість Ц збільшується прямо пропорційно вмісту вуглецю. Твердий і крихкий Ц підвищує тимчасовий опір, твердість, межу плинності, але знижує характеристики пластичності (ψ, δ, KCV, K_1С). Підвищення вмісту вуглецю полегшує перехід сталі в крихкий стан, кожна 0,1% С підвищує поріг холодноламкості на 20 °С і розширює перехідний інтервал від в'язкого до крихкого стану, при цьому знижується густина сталі, зростає електроопір і коерцитивна сила , знижується теплопровідність, залишкова індукція та магнітна проникність.