7082

Изучение фазовых и структурных превращений сиcтемы железо-углерод

Лабораторная работа

Физика

Цель работы - изучение фазовых и структурных превращений сиcтемы железо-углерод, металлографическое исследование микроструктуры углеродистых сталей в равновесной состоянии во взаимосвязи с их механическими свойствами. Основные теоретические с...

Русский

2013-01-14

288 KB

3 чел.

Цель работы - изучение фазовых и структурных превращений сиcтемы железо-углерод, металлографическое исследование микроструктуры углеродистых сталей в равновесной состоянии во взаимосвязи с их механическими свойствами.  

Основные теоретические сведения.

Диаграмма состояния системы «железо-цементит»

  Рис. 1

Фазы в системе "железо-цементит"

При рассмотрении диаграммы "железо-углерод" различат несколько фаз (рис.1):

1. Жидкость (Ж ) - жидкий раствор углерода в железе.

2. Цементит (Ц ) - карбид железа - химическое соединение железа с углеродом   (вертикаль DFKL): первичный , если образуется из жидкости; вторичный- из аустенита; третичный  - из феррита. Цементит содержит 6,67% углерода, имеет плотность 7,69и сложную орторомбическую кристаллическую решетку. Атомы железа образует трехгранные призмы, в центре которых находятся атомы углерода. Цементит до 210°С ферромагнитен, обладает очень высокой твердостью ( НВ > 800 или HRC>65), хрупкостью; при исследовании микроструктуры цементит выявляется по характерному блеску.

3. Феррит ( Ф ) - твердый раствор внедрения углерода в  с предельной растворимостью углерода 0,025% при 727°С (область GPQG).

4. Аустенит (А ) - твердый раствор внедрения углерода в с предельной растворимостью углерода 2,14% при 1147°С (область NJESGN).

Превращения в сплавах системы "железо-цементит"

Три горизонтальных линии на диаграмме характеризуют протекание трех нонвариантных реакций (С=0), когда три фазы находятся в равновесии:

а) перитектическая реакция, протекающая при температуре 1499°С (линия HJB): : она возможна только в сплавах, содержащих от 0,1 до 0,5% углерода (т.е. от точки H до точки В );

в) эвтектическая реакция, протекающая при температуре 1147°С (линия ECF):; жидкость Ж , концентрация которой определяется точкой С (4,3% С ), затвердевая, образует одновременно кристаллы твердого раствора ауствнита ,концентрация которого определяется точкой Е, и кристаллы цементита , в результате образуется эвтектическая смесь , называемая ледебуритом (Л ); эта реакция происходит у всех сплавов, содержащих более 2,14% углерода; ледебурит в интервале температур 1147-727°С состоят на аустенита и цементита, ниже 727°С - из перлита и цементита; среднее содержание углерода в ледебурите всегда постоянно и равно 4,3%;

в) эвтектоидная реакция, протекающая при температуре 727°С (линии PSK):  твердый pacтвop – аустенит с концентрацией, определяемой точкой S, распадается на кристаллы твердого раствора углерода в -железе (феррита) с концентрацией, определяемой точкой Р , и кристаллы цементита; в результате образуется эвтектоидная смесь , называемая п е р л и т о м ( П ); содержание углерода в перлите для всех железоуглеродистых сплавов всегда постоянно и равно 0,8%; эвтектоидная реакция происходит у всех сплавов, содержащих более 0,025% углерода.

Расчет содержания углерода

Перлита 70%

Цементита вторичного 30%

Решение

100% перлита содержат 0,8% C

или

100% цементита содержат 6,67% C

перлита содержат % С

перлита содержат % С

Выводы:

  •  «железо – углерод» стабильная система, в которой углерод присутствует в свободном виде (графит).
  •  «железо – цементит» - метастабильная система , в которой углерод присутствует в связанном состоянии (цементит).
  •  существует деление сталей на эвтектойдные и заэвтектоидные.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71265. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КВАРТИРЫ В МНОГОКВАРТИРНОМ ЖИЛОМ ДОМЕ 128.54 KB
  При проектировании электроустановок жилых и общественных зданий необходимо руководствоваться требованиями действующих строительных норм и правил, других нормативных документов, утвержденных в установленном порядке.
71266. Товарищество собственников жилья 291 KB
  В изменившейся ситуации, когда жилищный фонд переходит в основном в собственность отдельных граждан, становится частным, требуются новые подходы к его управлению. По сообщениям некоторых средств массовой информации доля частной собственности в жилом секторе России уже превышает 75% от всего жилого фонда.
71267. ВНЕШНИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДОЛГ РФ 224.57 KB
  В любой стране существуют проблемы и трудности, которые необходимо решить и преодолеть, чтобы занять достойное место в мире. Это проблемы экономического, социального, политического, духовного характеров, которые очень важны, взаимосвязаны и требуют решения.
71268. Работа в СУБД Microsoft Access и электронных таблицах Microsoft Excel 798.07 KB
  Практически все области деятельности современного общества развиваются на базе все более широкого применения информационных технологий. Электронные таблицы Microsoft Excel – это очень мощное средство создания и ведения различных электронных документов.
71269. Анализ выполнения плана отгрузки изделий за третий месяц периода 361 KB
  В предметной области комплекса задач, к которой относится и задача проверки выполнения плана отгрузки продукции заказчикам, рассматриваются процессы планирования и учета выпуска изделий на предприятии, сдача готовых изделий на склады и отгрузка готовой продукции заказчикам в соответствии...
71270. Проблемы сохранения культурного наследия. Социально-экономические и правовые аспекты сохранения историко-культурного наследия Санкт-Петербурга 236.86 KB
  Безусловно, данная проблема является очень актуальной, и мы решили провести исследование, как люди относятся к тому, что архитектурные постройки Петровских времен меняют на современные стеклянные бизнесс-центры, которые по стилю совершенно не вписываются в «историческое» окружение.