Презентация ДИАГРАММА ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОД онлайн

Содержание слайда: ДИАГРАММА ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОД

Содержание слайда:

Содержание слайда: ЛИНИИ И ТОЧКИ А - температура плавления чистого железа (1539 °С) Д - температура плавления цементита (ТL ~ 1250°С) N - Т(  ) = 1392°С полиморфные G - T(  ) = 911°С превращения АВСCD - линия ликвидуса (начало первичной кристаллизации). АHJЕCF – линия солидус (окончание первичной кристаллизации). HJB – перитектическая горизонталь (1499 0С). ECF - эвтектическая горизонталь (1147 0С). PSK - эвтектоидная горизонталь (727 0С), линия окончания вторичной кристаллизации у сталей, линия перекристаллизации чугунов, точки А1 для сплавов. GSE – линия начала вторичной кристаллизации у сталей, точки А3 для сплавов. SE - линия предельной растворимости углерода в  -Fe NH и NJ - начало и конец полиморфного превращения высокотемпературного феррита в аустенит (и аустенита в феррит), точки А4 для сплавов. PQ - линия предельной растворимости углерода в - Fe. Эвтектика (точка С) – механическая смесь, образующаяся при кристаллизации жидкого раствора. Эвтектоид (точка S) – механическая смесь, образующаяся при распаде твердого раствора. Перитектика (точка J) – твердый раствор

Содержание слайда: Феррит - твердый раствор внедрения углерода в  - (ОЦК) железе. Различают низкотемпературный (Fе) и высокотемпературный (Fe) феррит. Атомы углерода располагаются в решетке  -Fe в межузлиях. Из-за малых размеров этих пор в ОЦК-решетке (0,291 r, где r - радиус атома железа) значительная часть атомов углерода располагается на дефектах (вакансиях, дислокациях). Этим объясняется малая растворимость углерода в  -Fe. Максимальная концентрация углерода в феррите - 0,02 % при 727°С, а при комнатной температуре - 0,006 %. Феррит мягок и пластичен. Он имеет следующие механические свойства: в = 250 МПА; о,2 = 120 МПА;  = 50 %;  = 70 %; KCU = 2,5 МДж/м2; НВ = 100-120 кгс/мм2. Так же, как и -Fe, феррит магнитен до 768 °С. Под микроскопом феррит выявляется в виде однородных светлых зерен. Обозначают феррит буквой Ф (либо -Fe).

Содержание слайда: Аустенит - твердый раствор внедрения углерода в  - (ГЦК) железе. Кристаллическая решетка аустенита - ГЦК. Размер пор в ГЦК-решетке почти в 2 раза больше, чем в ОЦК-решетке. Поэтому растворимость углерода в -Fe больше, чем в  - Fe. Максимальная концентрация углерода в аустените - 2,14 % при 1147 °С и 0,8 % при 727 °С. Аустенит, так же как и  -Fe, немагнитен (парамагнитен). Аустенит пластичен  = 40  50 %, НВ = 160  200 кгс/мм2. Обозначают аустенит буквой А (либо  - фаза). Аустенит имеет пластинчатое строение с прямыми границами.

Содержание слайда: Цементит - химическое соединение Fe3С и содержит 6,67% С (карбид железа). Кристаллическая решетка цементита – сложная. Он тверд (НВ=800 кгс/мм2), легко царапает стекло и хрупок. Условно температуру плавления цементита считают ~ 1600°С, хотя он до этого не доходит и распадается на железо и графит. Обозначают цементит буквой Ц (или Fe3С).

Содержание слайда: Перлит – механическая эвтектоидная смесь феррита и цементита, содержит 0,8%С. Образуется из аустенита при температуре Т=727 0С.  = 25 %; НВ = 250 кгс/мм2, в = 550 МПА. Под микроскопом перлит выглядит в виде зерен с пластинчатым или зернистым чередованием феррита и цементита. Обозначают перлит буквой П.

Содержание слайда: Ледебурит – эвтектическая смесь аустенита и цементита (после первичной кристаллизации) либо перлита и цементита (после перекристаллизации). Содержит 4,3%С.  = 1 %; НВ = 600 кгс/мм2. Под микроскопом перлит выглядит в виде зерен с серыми зернами перлита на белом фоне цементита. Обозначают перлит буквой Л.

Содержание слайда: Микроструктура: а – доэвтектоидная сталь – феррит (светлые участки) и перлит (темные участки) при 500х увеличении, б – эвтектоидная сталь – перлит (1000х), в – заэвтектоидная сталь – перлит и цементит в виде сетки (200х)

Содержание слайда: Микроструктура белого чугуна при 500х увеличении: а- доэвтектический чугун – перлит (темные участки) и ледебурит (цементит вторичный в структуре не виден), б – эвтектический чугун – ледебурит (смесь перлита и цементита), в – заэвтектический чугун – цементит (светлые пластины) и ледебурит

Содержание слайда: Стали классифицируют по структуре в зависимости от содержания углерода: - сталь с С = 0,8 % - _ эвтектоидная сталь, - сталь с С < 0,8 % - _ доэвтектоидная сталь - сталь с С > 0,8 % - _ заэвтектоидная сталь Белые чугуны по содержанию углерода делят на: - доэвтектические (С < 4,3 %) - эвтектические (С = 4,3 %) - заэвтектические (С > 4,3 %) Первичная кристаллизация белых чугунов происходит при 1147°С. Перекристаллизация – при 727 0С.

Содержание слайда: Влияние содержания углерода на механические свойства стали

Содержание слайда: Постоянными примесями сталей считают марганец, кремний, фосфор, серу, а также газы (водород, азот, кислород), в разных концентрациях присутствующие в технических сортах стали. Обычно содержание этих элементов ограничивается следующими верхними пределами: 0,8% Mn; 0,4% Si; 0,07% Р; 0,07% S.

Содержание слайда: Марганец Mn. Его вводят в сталь для раскисления для устранения вредных окисей железа: FeO + Mn → MnO + Fe. Марганец также устраняет вредные сернистые соединения железа (сульфид железа) в стали: FeS + Mn → MnS + Fe. Кремний Si. Влияние начальных присадок кремния аналогично влиянию марганца. Кремний раскисляет сталь по реакции: 2FeO + Si → 2Fe + SiO2 . Кремний структурно не обнаруживается, т.к. полностью растворим в феррите, кроме той части, которая в виде окиси не успела всплыть в шлак и осталась в металле в виде силикатных включений.

Содержание слайда: Фосфор. Растворимость фосфора в α–железе достигает 1,2% (диаграмма с ограниченной растворимостью). Растворяясь в феррите, фосфор резко повышает температуру перехода в хрупкое состояние – порог хладноломкости. При содержании фосфора 0,005% порог хладноломкости составляет (-80 0С), а при 0,21% Р – (+100 0С).

Содержание слайда: Сера S. Она попадает в металл из руд, а также из печных газов – продуктов горения топлива (SO2). Содержание серы в высококачественных сталях не должно превышать 0,01%, для стали обычного качества допускается повышенное содержание – 0,06-0,07%. Сера нерастворима в железе (диаграмма с эвтектикой) и любое ее количество образует с железом сернистое соединение – сульфид железа FeS, который входит в состав эвтектики, образующейся при 9880С. Наличие легкоплавкой и хрупкой эвтектики, расположенной по границам зерен, делает сталь хрупкой при 800 0С и выше при температурах красного каления, т.е. порог красноломкости.

Содержание слайда: Сернистые соединения: а – в виде оторочек по границам зерен, х100; б – в виде обособленных включений, х100; в – в виде сульфида марганца, х500

Содержание слайда: Газы. Водород, азот и кислород содержатся в стали в небольших количествах, зависящих от способа производства. Содержание этих веществ определяют, расплавляя пробу металла в вакууме и измеряя количество газов, выделившихся из жидкого металла. Повышенное содержание водорода приводит к опасным внутренним микротрещинам (флокенам). Оксиды и нитриды являются хрупкими соединениями и соответственно ухудшают свойства стали. Оптимальным средством уменьшения газов служит выплавка или разливка стали в вакууме.