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

24153. Внешняя политика России в 17 веке 31.17 KB
  Западнорусские земли стали ареной борьбы населения против угнетения польской шляхтой. начался почти непрерывный ряд казацких восстаний против Польши. В Киевской области было образовано войско реестровых внесенных в списки казаков которые однако переходили на сторону мятежных запорожцев и обращали свое оружие против поляков. Под его командованием русская армия предприняла два неудачных похода против Крымского ханства 1687 1689 находившегося в вассальной зависимости от Турции.
24154. Культура России. 17 век 34 KB
  17 век XVII в. Мы часто говорим: древнерусская культура IXXVII веков но никогда не продлим это определение на следующий XVIII в. Такая переходность культуры в XVII в. В русской архитектуре XVII в.
24155. Россия на рубеже XVII -XVIII веков 30.86 KB
  Разрешение этих задач до Петра было только начато. Точно так же и первая задача национальнополитическая состоявшая в необходимости государственного объединения русского народа еще задолго до Петра вызвала ряд упорных войн с третьим врагом и ближайшим соседом Речью Посполитой. Но еще до Петра московским правительством была сознана невозможность одновременного разрешения обеих задач. Так еще до Петра покинута была на неопределенное время мысль о национальнополитическом объединении русского народа: чтобы поддержать добрые отношения с...
24156. Преобразования Петра I. Северная война 31.8 KB
  2011 Рубрика: История России 08 Петр I После смерти Федора на престол должен был взойти его брат Иван однако он был слаб здоровьем и патриарх с боярами предложили объявить царем Петра. По их требованию Софья была назначена регентом при малолетних Иване и Петре. Детство Петра прошло в селе Преображенском и в Немецкой слободе среди иностранных авантюристов ученых военных.
24157. Эпоха дворцовых переворотов 28.27 KB
  В первые годы прошедшие со смерти Петра Великого судьбу русского престола нельзя назвать благополучной: с 1725 г. Причинами дворцовых переворотов по мнению большинства историков стали: ü указ Петра 1 от 1722 года о наследии престола; ü большое количество прямых и косвенных наследников дома Романовых; ü противоречия между самодержавной властью правящей верхушкой и господствующим сословием. К концу правления Петра I напряженность отношений в этом треугольнике достигла критической отметки что было вызвано крайне невыгодным для...
24159. Основные задачи внешней политики России во второй половине XVIII в 30.7 KB
  Однако нерешенным оставались две внешнеполитические задачи: 1 овладение выходом в Азовское и Черное моря; 2 воссоединение Правобережной Украины с Левобережной и включение Белоруссии в состав России. Крым был включен в состав России. Георгиевске по которому Грузия переходила под покровительство России.
24160. Культура России XVIII веке 27.48 KB
  В центре общественнополитической мысли со второй половины XVIII века была критика крепостничества А. Русская литература XVIII века представлена именами М. В первой половине века господствующим стилем был барокко от итальянского вычурный крупнейшим мастером которого был Б.
24161. Россия в I четверти XIX века 34.9 KB
  Основу экономики России составляло сельское хозяйство. Промышленное развитие России несмотря на общее увеличение количества предприятий примерно в 5 раз было невысоким. В центре России существовали крупные промышленные села на прим. Этот период истории России характеризуется борьбой двух направлений во внутренней политике: либерального и консервативного.