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

77392. Экологические проблемы энергетики 78 KB
  При сжигании ископаемых топлив образуется множество различных загрязнений: оксиды азота сернистый газ зола а также тяжелые металлы и канцерогенные углеводороды. Структура первичных загрязнителей воздуха Основные источники Доля в общем количестве выбросов Оксид углерода CO Углеводороды CmHn Оксиды серы SOx Оксиды азота NOx Твердые частицы Выбросы двигателей транспортных средств 58 52 – 51 3 Промышленное производство 11 14 20 1 51 Электростанции 2 2 78 44 26 Складирование твердых отходов 8 4 1 2 5 Испарение растворителей – 27 – – – Лесные...
77393. Общие сведения о возобновляемых источниках энергии 81.5 KB
  Общие сведения о возобновляемых источниках энергии. В отличие от традиционной энергетики энергетика возобновляемых источников базируется не на запасах вещества а на природных потоках энергии. Классификация возобновляемых источников энергии.
77394. Солнечная энергия и методы ее преобразования 102 KB
  В отсутствие тока вследствие теплового движения электроны из nобласти будут переходить в pобласть и там рекомбинировать с дырками а дырки из pобласти – в nобласть и рекомбинировать с электронами. Поэтому в nобласти вблизи границы раздела появится положительный объемный заряд а в pобласти – отрицательный объемный заряд; nобласть приобретет положительный потенциал и энергия электрона в ней станет меньше а потенциал pобласти сделается отрицательным и энергия электрона в ней увеличится. Энергия же положительных дырок будет больше...
77395. Ветровая энергия и методы ее преобразования 66 KB
  Наиболее важным параметром, характеризующим энергетический потенциал ветра, является его скорость. Кинетическая энергия потока воздуха рассчитывается по формуле, Дж
77396. Ветровая энергия и методы ее преобразования 83.5 KB
  Энергия ветра есть результат тепловых процессов происходящих в атмосфере планеты первоисточником которых является Солнце. Кинетическая энергия ветра зависит от массы воздуха и его скорости. Сила и направление ветра изменяются в зависимости от высоты над поверхностью Земли. Вблизи земной поверхности расположена зона с относительно небольшими скоростями ветра.
77397. Геотермальная энергия и методы ее преобразования 94 KB
  Одна скважина в зависимости от параметров пара или воды может обеспечить электрическую мощность от 2 до 7 МВт. Основным условием существования водяных геотермальных источников является наличие непроницаемого для воды слоя горных пород который передает тепло от мантии или магмы к формациям содержащим в больших количествах воду. Температура воды или пара в гидротермальных источниках может составлять от 30 до 300350 С и зависит от их расстояния до мантии Земли а также от близости к раскаленной или расплавленной магме. Температуры...