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

10188. Стефенсон Д. - основатель мирового локомотивостроения и железнодорожного дела 32 KB
  Д. Стефенсон основатель мирового локомотивостроения и железнодорожного дела Основоположником железнодорожного транспорта принято считать английскою инженера Джорджа Стефенсона 1781-1848 гг.. Он родился в семье потомственных рабочих угольных копи Ньюкасла где и сам на...
10189. Механики Черепановы и их роль в создании первого российского паровоза 34 KB
  Механики Черепановы и их роль в создании первого российского паровоза Первый российский паровоз был создан отцом и сыном Черепановыми Ефимом Алексеевичем 1774-1842 гг. и Мироном Ефимовичем 1803-1849 гг.. Они происходили из крепостных крестьян Выйского завода на Урале. Отец
10190. Технические достижения XIX в. Изобретение радио и двигателя внутреннего сгорания 40 KB
  Технические достижения XIX в. Изобретение радио и двигателя внутреннего сгорания Применение паровой машины на производстве и транспорте обусловило подлинную промышленную революцию XIX в. Механизмом которому было суждено коренным образом изменить жизнедеятельность люд
10191. Развитие средств транспорта в XX – начале XXI вв. Состояние и перспективы железнодорожного дела в современной России 36.5 KB
  Развитие средств транспорта в XX – начале XXI вв. Состояние и перспективы железнодорожного дела в современной России Двигатель внутреннего сгорания помог человеку твердо обосноваться в воздушном пространстве. Использование в этих целях паровой машины оказалось неудачн...
10192. Основные этапы освоения космоса. Жизненный путь и научная деятельность К.Э. Циолковского 34 KB
  Основные этапы освоения космоса. Жизненный путь и научная деятельность К.Э. Циолковского Крупные успехи современной тяжелой авиации всецело связаны с использованием реактивного двигателя. Он основан на принципе движения ракеты т.е. противодействии силе термической р
10193. Создание и совершенствование ЭВМ. Роль электроники и компьютерных технологий в современном мире 47.5 KB
  Создание и совершенствование ЭВМ. Роль электроники и компьютерных технологий в современном мире Логическим результатом эволюции радиоэлектронных технологий стало создание ЭВМ. Назвать точную дату изобретения и автора первой электронной вычислительной машины достат
10194. Формирование и развитие системы наука - техника во второй половине ХХ - начале ХХI вв. Задачи гуманитаризации технических наук на современном этапе 30 KB
  Формирование и развитие системы наука – техника во второй половине ХХ начале ХХI вв. Задачи гуманитаризации технических наук на современном этапе На современном этапе задачи гуманитаризации науки все более и более актуально встают перед всем человечеством. Это связ...
10195. Образ и его представление, место и метод. Психический аспект образа 60.5 KB
  Образ и его представление место и метод Метод в отношении природы Психический аспект образа. Образ и его представление место и метод По утверждению русского философа В.Ф. Эрна в книге Верховное постижение Платона образ пещеры выдуман сами
10196. Философия как мировоззрение 41 KB
  Философия как мировоззрение: Учение теоретическое т.е. наиболее общее представление о мире и о природе человека и перспективах его познания выраженное в категориях. Насущные вопросы с точки зрения науки Критическое отношение к наукам к обучению стремление больш