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

68809. Реконструкция жилого дома 91 KB
  Квартиры в этих домах как правило имеют заниженные площади в том числе площади жилых комнат и подсобных помещений а также проходы через гостиную в кухню или в спальни. Модернизация жилого дома приведение к современным требованиям его объемно-планировочных решений и архитектурных качеств в результате...
68810. Проект аккумуляторного отделения на 386 автомобилей ПАЗ-672М 309.74 KB
  ТО – это комплекс операций или операция по поддержанию работоспособности или исправности автомобиля при использовании по назначению, при стоянке, хранении или транспортировании. ТО является профилактическим мероприятием и проводится принудительно в плановом порядке, через строго определенные...
68812. Разработка технологического процесса механической обработки детали типа «Вал» 353.34 KB
  В пояснительной записке изложен анализ данной детали её материала обоснование метода получения заготовки и последовательность механической обработки характеристика металлообрабатывающего оборудования. На основании сформулированной темы работы можно определить задачи которые необходимо рассмотреть...
68813. Проект шиномонтажного отделения на 536 автомобилей ВАЗ 2109 485.5 KB
  Выбранные нормативные значения периодичности ТО и пробега автомобилей до КР приводят к конкретным условиям эксплуатации подвижного состава с помощью коэффициентов учитывающих категорию условий эксплуатации К1 модификацию подвижного состава и организацию его работы К2 природно-климатические условия...
68814. Расчет редуктора для привода конвейера 2.22 MB
  Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых и червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи.
68816. Проект редуктора двухступенчатого с цилиндрическими колесами для привода конвейера 598.75 KB
  Редуктор состоит из корпуса в котором размещают элементы передачи зубчатые колеса валы подшипники и т. Как горизонтальные так и вертикальные редукторы могут иметь колеса с прямыми косыми и круговыми зубьями. Редуктор двухступенчатый выполненный по развернутой схеме с цилиндрическими колесами.