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

11269. Исследование собственных колебаний струны методом резонанса 369.5 KB
  Исследование собственных колебаний струны методом резонанса Указания содержат краткую теорию по стоячим волнам и колебаниям струны и порядок выполнения лабораторной работы. Методические указания предназначены для выполнения лабораторной работы студентами всех фо
11270. Определение коэффициента вязкости жидкости методом стокса 315 KB
  Определение коэффициента вязкости жидкости методом стокса Указания содержат краткое описание явления внутреннего трения и метода определения коэффициента вязкости динамического жидкости. Методические указания предназначены для студентов инженерных специ
11271. Определение скорости снаряда методом крутильных колебаний 1.37 MB
  Определение скорости снаряда методом крутильных колебаний Указания содержат краткое изложение устройства и принципа действия крутильного баллистического маятника. Методические указания предназначены для выполнения лабораторной работы студентами все
11272. Определение моментов инерции тел на приборе Обербека 255.5 KB
  Определение моментов инерции тел на приборе Обербека Методические указания к лабораторной работе № 10А по физике Раздел Механика Указания содержат краткое описание рабочей установки и методики определения момента инерции на приборе Обе
11273. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ 235 KB
  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ Методические указания к лабораторной работе № 10Б по физике Раздел Механика Указания содержат краткое описание рабочей установки и методики ...
11274. Определение момента сил трения и момента инерции махового колеса 266 KB
  Определение момента сил трения и момента инерции махового колеса. Указания содержат краткое описание рабочей установки и методики определения момента инерции махового колеса. Методические указания предназначены для студентов инженерных специальностей...
11275. Определение момента инерции твердых тел методом трифилярного подвеса 235 KB
  Определение момента инерции твердых тел методом трифилярного подвеса Указания содержат описание рабочей установки и методики определения момента инерции твердых тел методом трифилярного подвеса. Методические указания предназначены для студентов инжене
11276. Изучение динамики вращательного движения с помощью маятника максвелла 231 KB
  Изучение динамики вращательного движения с помощью маятника максвелла Указания содержат краткое описание рабочей установки и методики определения момента инерции с помощью маятника Максвелла. Методические указания предназначены для студентов инженерных спе...
11277. Определение коэффициентов трения качения и трения скольжения с помощью наклонного маятника 7.79 MB
  Лабораторная работа Определение коэффициентов трения качения и трения скольжения с помощью наклонного маятника Цель работы: определение коэффициентов трения качения и трения скольжения. Оборудование: измерительная установка секу