Теоретическая часть

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ДИАГРАММЕ СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗО – УГЛЕРОД

Цель работы: формирование умений исследовать структуру и свойства железоуглеродистых сплавов.

Оборудование: учебник «Материаловедение», таблица диаграмма состояния железа-углерода.

Содержание работы

Теоретическая часть

Пользуясь диаграммой состояния железо – углерод, можно определить температуры начала и окончания кристаллизации для железоуглеродистого сплава с любой концентрацией. Для этого находят нужную концентрацию, в этой точке восстанавливают перпендикуляр до пересечения с линиями начала и конца кристаллизации. Из полученных точек проводят горизонтали на оси температур и получают нужные критические точки. Состав сплава заданной концентрации при любой температуре можно определить по диаграмме состояния (рис. 10).

Для этого из заданной точки нужно провести горизонталь. Зоны, в которые она попадает, укажут на структурные составляющие сплава. Эвтектическому сплаву, получившему название ледебурит, соответствует на диаграмме точка С.

Ледебурит является механической смесью аустенита и цементита. Сплавы с содержанием углерода менее 4,3 % называются доэвтектическими, сплавы, у которых углерода более 4,3 %, - заэвтектическими. После окончания кристаллизации при температуре 1130 °С доэвтектические чугуны будут состоять из аустенита и ледебурита.

Заэвтектические чугуны будут состоять из первичного цементита и ледебурита. В интервале температур от 1130 до 723 °С в доэвтектических чугунах будет выделяться вторичный цементит. Их структура в этом интервале температур: ледебурит + аустенит + вторичный цементит.

Ниже температуры 723 °С, когда аустенит превратится в перлит, структура станет такой: ледебурит + перлит + вторичный цементит. При комнатной температуре ледебурит будет состоять из перлита и цементита. Заэвтектические чугуны будут иметь следующую структуру: ледебурит + первичный цементит.

В сталях с содержанием углерода 0,83 % распад аустенита происходит при постоянной и притом самой низкой температуре 723 °С – точка S. При этом в условиях медленного охлаждения образуется механическая смесь феррита и цементита, которая называется перлитом.

Стали с содержанием углерода менее 0,83 % называются доэвтектоидными. Заэвтектоидные стали содержат более 0,83 % углерода.

Ниже температуры 723 °С доэвтектоидная сталь будет иметь структуру: феррит + перлит, а заэвтектоидная сталь – перлит + вторичный цементит.

Задание 1. Охарактеризуйте сплав с содержанием углерода 3 % при температурах 1350, 1180 и 1130 °С.

Задание 2. Пользуясь диаграммой состояния железо-углерод, определите для сплавов с содержанием углерода 0,4; 0,8;,3; 2,5 и 4,8 % температуры начала и окончания процесса первичной кристаллизации. Укажите состав этих сплавов между линиями 2-3 ликвидуса и солидуса и после окончания кристаллизации. Какие из этих сплавов являются сталями, какие – чугунами? Данные сведите в таблицу 5.

Таблица 5 – Результаты решения задачи

Задание 3. Пользуясь диаграммой состояния железоуглеродистых сплавов, укажите, какие превращения происходят в сталях с содержанием углерода 0,45; 0,8 и 1,2 % углерода при охлаждении жидкого раствора до комнатной температуры.

Для каждого превращения укажите примерные температуры.

Задание 4. Для чугунов с содержанием углерода 3; 4,3 и 5 % опишите все превращения с указанием соответствующих температур (начиная от жидкого раствора до комнатной температуры).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: