35865

ПРЕВРАЩЕНИЯ В СТАЛИ ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ

Контрольная

Производство и промышленные технологии

При скорости охлаждения стали обеспечивающей полное протекание диффузионных процессов и соответственно близкое к равновесному состоянию стали в структуре последней согласно диаграмме железо углерод образуется перлит.5 приведена диаграмма изотермического превращения аустенита для эвтектоидной стали 08 С. Диаграмма изотермического превращения аустенита эвтектоидной стали На диаграмме можно выделить следующие области: 1 область устойчивого аустенита для стали содержащей 08 С выше АС1; 2 область переохлажденного аустенита; 3...

Русский

2013-09-20

283 KB

62 чел.

ПРЕВРАЩЕНИЯ В СТАЛИ ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ 

Основное превращение, протекающее во время охлаждения при отжиге эвтектоидной стали, — это распад аустенита при комнатной температуре ниже точки А1 (727 оС) на смесь феррита с цементитом. При скорости охлаждения стали, обеспечивающей полное протекание диффузионных процессов и соответственно близкое к равновесному состоянию стали, в структуре последней согласно диаграмме «железо—углерод» образуется перлит. На рис. 8.5 приведена диаграмма изотермического превращения аустенита для эвтектоидной стали (0,8 % С). Горизонтальные линии Мн и Мк показывают температуры начала и конца бездиффузионного мартенситного превращения. Диаграмма изотермического превращения представляет собой результат обобщения многочисленных данных исследований превращений аустенита при постоянных температурах. Диаграммы изотермического превращения называют за сходство кривых с буквой «С» также С-диаграммами, а в странах английского языка — ТТТ-диаграммами (temperature—time—transformation, что означает температура—время—превращение). Рис. 8.5. Диаграмма изотермического превращения аустенита эвтектоидной стали

На диаграмме можно выделить следующие области: 1) область устойчивого аустенита (для стали, содержащей 0,8 % С, выше АС1); 2) область переохлажденного аустенита; 3) область начавшегося, но еще не закончившегося превращения А  П; 4) область закончившегося превращения А  П; 5) область начавшегося, но еще не закончившегося мартенситного превращения (между Мн–Mк); 6) мартенситная область (ниже Мк). Область, расположенная слева от кривой начала распада аустенита (область переохлажденного аустенита), определяет продолжительность инкубационного периода, характеризующую устойчивость переохлажденного аустенита. С увеличением переохлаждения его устойчивость быстро уменьшается, достигая минимума (для эвтектоидной стали около 550 °С), и далее вновь возрастает. В зависимости от степени переохлаждения аустенита различают три температурные области превращения: перлитную (переохлаждение до 500 °С), мартенситную (переохлаждение ниже Мн — для эвтектоидной стали ниже температуры 240 °С) и промежуточного (бейнитного) превращения (переохлаждение для эвтектоидной стали в интервале от 500 до 240 °С). Рассмотрим структуры, образующиеся при диффузионном превращении аустенита. При температуре 650–700 °С образуется собственно перлит. При перлитном превращении ведущей фазой является цементит. В результате образования пластинок цементита соседние участки аустенита обедняются углеродом, что в свою очередь приводит к образованию пластинок феррита. При увеличения переохлаждения увеличивается количество зародышей новой фазы. Естественно, что с ростом числа чередующихся пластин феррита и цементита уменьшаются их размеры и расстояния между ними (рис. 8.6). Другими словами, с понижением температуры растет дисперсность продуктов превращения аустенита. Под степенью дисперсности понимают расстояние между соседними пластинками феррита и цементита. Рис. 8.6. Схема феррито-цементитных структур: а) перлит; б) сорбит; в) трооститПри температуре 600–650 °С образуется сорбит, а при 550–600 °С — троостит. Перлит, сорбит, троостит являются структурами одной природы — механической смесью феррита и цементита и отличаются друг от друга лишь степенью дисперсности. С увеличением степени дисперсности пластин цементита растут твердость и прочность стали. Наибольшую пластичность имеют стали с сорбитной структурой. Троостит, образующийся при более низкой температуре превращения, характеризуется меньшей пластичностью (меньшими  и  ). Перлит, сорбит и троостит называют перлитными структурами. Перлитные структуры в зависимости от формы цементита могут быть пластинчатыми или зернистыми. Пластинчатые структуры образуются при превращении однородного (гомогенного) аустенита, а зернистые — неоднородного аустенита. В первом случае нагрев доэвтектоидных сталей должен производиться выше АС3, а заэвтектоидных — выше Аcm. Соответственно для получения зернистых структур нагрев должен производиться ниже АС3 (Аcm). Таким образом, дисперсность перлитных структур определяется степенью переохлаждения, а форма цементита — гомогенностью исходного аустенита. Так как в доэвтектондных и заэвтектоидных сталях, в отличие от эвтектоидных, в интервале температур А1–А3 сначала выделяются избыточные фазы — феррит (в доэвтектоидных сталях) или избыточный цементит (в заэвтектоидных сталях), то на диаграмме изотермического распада аустенита для этих сталей характерно появление дополнительной кривой, характеризующей начало выделения соответствующих избыточных фаз (рис. 8.7). Рис. 8.7. Схемы диаграммы изотермического превращения переохлажденного аустенита: а) доэвтектоидная сталь; б) эвтектоидная сталь; в) заэвтектоидная сталь

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗО — УГЛЕРОД — графическое построение в координатах состав (концентрация примеси или примесей) — температура. Для металлических сплавов наиболее широко применяется бинарная диаграмма железо-углерод, которая схематически изображена на рисунке. При большом количестве примесей диаграммы многомерны, например, при добавлении в сталь одного легирующего элемента соответствующая тройная диаграмма состояния является объемной. Диаграмма состояния железо — углерод приведена на рисунке. Линии на диаграмме отделяют области существования различных жидких и твердых фаз. Диаграмма построена по данным экспериментальных исследований структуры железоуглеродистых сплавов (сталей и чугунов) после (или в процессе) медленного нагрева и охлаждения. Шкала концентрации углерода на диаграмме доведена только до 6,67% С, т. к. сплавы с большей концентрацией углерода не имеют практического применения. На диаграмме есть области существования следующих фаз: жидкости (Ж), аустенита (А), цементита (Ц), феррита (Ф). Жидкий раствор углерода в железе существует при температурах выше линии АВСD на диаграмме, химическое соединение Fe3C (Ц) цементит соответствует правой области диаграммы и составу 6,67% С, в смеси с другими составляющими цементит может существовать на всем поле диаграммы состояния. Аустенит (А) — твердый раствор углерода в g-железе может содержать до 1,7%С и существовать при температурах выше 723° С. Феррит (Ф) — твердый раствор углерода в a-железе может содержать не более 0,03%СЖидкие фазы (аустенит и феррит) при различных температурах могут содержать различное количество углерода. Проводя на диаграмме вертикаль, соответствующую составу исследуемого сплава, можно определить как качественно, так и количественно фазовый состав сплава при различных температурах. Превращения при нагреве и охлаждении сталей и чугунов в соответствии с диаграммой состояния можно разделить на безвариантные (нонвариантные), проходящие при постоянной температуре, и одновариантные (моновариантные), происходящие в некотором интервале температур. К безвариантным превращениям относятся: По линии HJB на диаграмме феррит и жидкость (расплав) переходят в аустенит (перитектическое превращение). По линии ECF жидкость превращается жидкости в аустенит и цементит (эвтектическое превращение). По линии PSK аустенит превращается в феррит и цементит (эвтектоидное превращение). Безвариантные превращения соответствуют горизонтальным линиям на диаграмме состояния. Пунктирные горизонтали соответствуют магнитным превращениям в феррите (точка Кюри 770° С, линия МО), когда феррит переходит из ферромагнитного в парамагнитное состояние, и соответствующему переходу в цементите. Одновариантные превращения соответствуют областям на диаграмме состояния и разделяются на первичные превращения, в которых одна из фаз является жидкостью, и вторичные превращения в твердом состоянии. Т.к. диаграмма состояния соответствует нагреву и охлаждению в равновесных условиях, на ней нет метастабильной фазы — мартенсита, возникающей при быстром охлаждении (закалке) от температур, выше температуры образования аустенита (723° С). Выбор режима термической обработки сплавов при научных исследованиях и в технологических процессах основывается на диаграмме состояния железо-углерод.

3.Классификация стали углеродистая сталь. Обыкновенного качества Сталью называется сплав железа с углеродом, где содержание углерода до 2%.Стали подразделяются на углеродистые и легированные. По назначению различают, стали конструкционные с содержанием углерода в сотых долях и инструментальные с содержанием углерода в десятых долях процентах. Основным элементом в углеродистых и конструкционных сталях является углерод, который определяет механические свойства сталей этой группы. Углеродистые стали выплавляют обыкновенного качества и качественные. Стали, углеродистые обыкновенного качества подразделяются на три группы: Группа А – по механическим свойствам.Группа Б – по химическому составуГруппа В-по механическим свойствам и химическому составу. Изготавливают, стали следующих марок: Группа А – Ст 0, Ст 1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6; Группа Б – БСт 0, БСт 1, БСт 2, БСт 3, БСт 4, БСт 5, БСт 6

Группа В-ВСт 0, ВСт 1, ВСт 2, ВСт 3, ВСт 4, ВСт 5. По степени раскисления сталь обыкновенного качества имеет следующее обозначение КП – кипящая ПС – полуспокойная СП – спокойная. Кипящей стали, не обладают повышенной хладноломкостью, поэтому они не пригодны для изготовления ответственных сварных деталей и конструкций, работающих при низких температурах. Полуспокойные стали в меньшей степени склонны к трещинообразованию при сварке, чем кипящие.Хорошо свариваются, спокойные стали, они имеют однородную структуру и могут применяться для изготовления ответственных сварных конструкций. Углеродистые стали делятся в свою очередь на низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые стали. Низкоуглеродистые стали содержат углерода до 0,20%, свариваются хорошо, и не требуют, по той либо особой технологии. Среднеуглеродистые стали с содержанием углерода до 0,45%, свариваются несколько хуже. При сварке этих сталей в участках, принадлежащих к сварному шву, образуются закалочные зоны, в которых могут возникать трещиныВысокоуглеродистые стали с содержанием углерода более 0,45%, обладают плохой свариваемостью, и требуют при сварке ряда технологических ограничений.

4..Классификация стали легированная я сталь. Обыкновенного качества. Легированной сталью называется такая сталь, в составе которой имеются в определённых количествах специальные легирующие элементы до 65%, введенные с целью придания стали особых механических и физико-химических свойств. Все легированные стали, по своему назначению могут быть подразделены на следующие группы: низколегированные стали – с содержанием легирующих элементов до 2,5%, эти стали, производятся, для получения стали высокими механическими свойствами, работающих при нормальной температуре. В качестве легирующих элементов в них содержится недефицитные материалы, как например: марганец, кремний, хром. Среднелегированные стали – содержание легирующих элементов в этих сталях от 0,25% до 10%. Эти стали применяются для специальных механических конструкций. Эта группа сталей отличается повышенным содержанием углерода от 0,2% до 0,5% и легирующими элементами, вызывающими глубокую прокаливаемость. Эти стали приобретают повышенные механические свойства только после соответствующей термической обработки. Высоколегированные стали – содержание легирующих специальных элементов в этих сталях от 10% до 65%. Эти стали, обладающие особыми физико-химическими (нержавеющие и жаропрочные) эти стали свариваются плохо. Маркировка всех легированных конструкционных сталей однотипна, первые две цифры обозначают содержание углерода в сотых долях, буквы являются условным обозначением легирующих элементов, цифра после буквы обозначает содержание легирующих элементов в процентах, причём содержание, равно одному проценту и меньше не ставится. Буква «А» в конце марки показывает, что сталь высококачественная и имеет пониженное содержание серы и фосфора. Для отдельных легирующих элементов приняты следующие буквенные обозначения: Н – никель, Х – хром, В-вольфрам, Ф – вонадий, К – коболь, С – кремний, М – молибден, Г – марганец, Д – медь, Т – титан, Ю – алюминий. Коробчатая конструкция изготовлена из стали Ст 3, она имеет следующий химический состав: Fe – до 99% C – 0,05 – 1,7% Si – 0,15 – 0,35% Mn – 0,3 – 0,8% S – до 0,06% P – до 0,07% И относится по классификации стали к низкоуглеродистой, т. к. содержание углерода в ней до 0,25%.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

80194. Генерация сигналов. Модуляция и детектирование сигналов 138 KB
  Колебательной системой или устройством с самовозбуждением называют динамическую систему преобразующую энергию источника постоянного тока в энергию незатухающих колебаний причем основные характеристики колебаний амплитуда частота форма колебаний и т. Процесс получения переменных сигналов требуемой формы и частоты называют генерированием электрических колебаний. Автогенератор часто просто генератор устройство преобразующее энергию постоянного тока в энергию электрических колебаний требуемой частоты и формы. Автогенератор можно...
80195. Типы и основные характеристики линий связи 357.5 KB
  Типы и основные характеристики линий связи Принципы построения радиоэлектронных систем связи Любую техническую систему действие которой основано на непосредственном использовании высокочастотных электромагнитных колебаний радиодиапазона для сбора передачи извлечения обработки или хранения информации называют радиотехнической системой упрощенно радиосистемой. Линией связи называют физическую среду космическое пространство свободное пространство воздух в нейтральном или ионизированном состояниях земная поверхность морская вода...
80197. Элементная база линейных цепей 163.43 KB
  Таким образом анализируемая RС-цепь при малых τα может осуществлять линейную операцию дифференцирования поданного на нее сигнала. Чтобы определить частотный коэффициент передачи дифференцирующей цепи, запишем комплексную амплитуду тока
80198. Усиление сигналов. Типы и параметры усилителей 99.11 KB
  Во многих радиоэлектронных устройствах имеют место колебания, частоты которых близки к нулю. Для усиления медленно меняющихся во времени сигналов применяют усилители постоянного тока (УПТ). Современные УПТ в основном выполняют в виде интегральных микросхем
80199. Цифровая модуляция. Виды цифровой модуляции 80.5 KB
  число различных его элементов которые преобразуются в последовательность элементов посылок сигнала {Unt} путем воздействия кодовых символов на высокочастотное несущее колебание UНt. Долгое время не находила практического применения изза сложности восстановления в приемнике опорного несущего колебания строго синфазного с несущей частотой принимаемого сигнала. Так как на практике при приеме сигнала сложно определить абсолютное значение начальной фазы то проще определять относительный фазовый сдвиг между двумя соседними символами....
80200. Основные принципы передачи и приема информации 146.5 KB
  В качестве сигнала можно использовать любой физический процесс изменяющийся в соответствии с переносимым сообщением. целесообразно ввести параметры передаваемого сигнала которые являются основными с точки зрения его передачи. Такими параметрами являются длительность сигнала Тс его ширина спектра Fc и динамический диапазон Dc. Длительность сигнала Тс является естественным его параметром определяющим интервал времени в пределах которого данный сигнал существует.
80201. Радиотехнические сигналы. Теория сигналов. Классификация. Основные характеристики сигналов 70.73 KB
  Изменение во времени напряжения, тока, заряда или мощности в электрических цепях называют электрическим колебанием. Используемое для передачи информации электрическое колебание является сигналом.
80202. Спектральное представление сигналов 109 KB
  Представление сигнала в виде ряда может использоваться и как исходное при его описании и анализе. Фурье свел единую функцию трудно поддающуюся математическому описанию к более удобным в обращении рядам гармонических тригонометрических функций которые в сумме дают исходную функцию. Представим периодический сигнал наиболее распространенной в теории сигналов тригонометрической синуснокосинусной формой ряда Фурье...