- •Металловедение углеродистых сплавов
- •Лабораторная работа № 1
- •3.2. Построение диаграмм состояния
- •3.3. Анализ диаграмм состояния
- •IV – ;V – .
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2
- •Приготовление микрошлифов
- •Металлографический микроскоп
- •Конструкция микроскопа мим-7
- •Определение величины зерна
- •Определение балла неметаллических включений
- •4. Система железо-углерод. Диаграмма состояния железо-углерод
- •Двухфазные составляющие
- •5. Структура углеродистой стали в равновесном состоянии
- •Сплав 4. Эвтектоидная сталь.
- •Сплав 3. Доэвтектоидная сталь.
- •З Рис.4.4 4ависимость механических свойств стали от содержания углерода
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Содержание отчета
- •8. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3
- •Серые чугуны
- •Применение серых чугунов
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4
- •3.2. Влияние температуры рекристаллизации на структуру и свойства холоднодеформированных металлов
- •II – первичная рекристаллизация, III – рост зерна
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 7
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 8
- •V1 – отжиг при непрерывном охлаждении;
- •V2 – охлаждение при изотермическом отжиге;
- •V3 – охлаждение при нормализации.
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
Сплав 4. Эвтектоидная сталь.
Из диаграммы Fе-С (рис. 3) видно, что выше точки S сплав состоит из аустенита, а ниже точки S из феррита состава точки Р и цементита состава точки К. Это значит, что в точки S при постоянной температуре происходит распад аустенита по реакции Аs Фр+Цк. Образующаяся смесь феррита и цементита имеет пластинчатое строение и называется перлитом, а превращение аустенита в перлит называется эвтектоидным или перлитным превращением. После окончания перлитного превращения сплав будет охлаждаться далее, содержание углерода в пластинках феррита будет уменьшаться по линии РQ. При температуре 20°С перлит будет состоять из пластинок феррита с содержанием углерода 0,01% (точка Q) и пластинок цементита с содержанием углерода 6,67% (точка L). Зерна перлита под микроскопом имеют темный цвет. Полученная структура перлита изображена на рис. 2г.
Сплав 3. Доэвтектоидная сталь.
Ниже линии GS начинается полиморфное превращение аустенита в феррит. При этом содержание углерода в аустените изменяется по линии GS, то есть при температуре сплава t содержание углерода в феррите и в аустените определяется соответственно точками m и n , а их количество:
%, %.
При охлаждении до линии РSК количество выделившегося феррита состава точки Р %, а оставшийся в количестве% аустенит будет иметь эвтектоидный состав точкиS и на линии РSК превратится в перлит. Пренебрегая углеродом, содержащимся в зернах феррита, в виду его малости по сравнению с содержанием в зернах перлита получим, что содержание углерода в доэвтектидной стали приближенной можно определить по формуле , где%П – процент перлита в структуре стали. Пример структуры доэвтектидной стали изображен на рис. 2в.
Сплав 5. Заэвтектоидная сталь.
Ниже линии SЕ предельной растворимости углерода в аустените, лишний углерод из зерен аустенита уходит на их поверхность, имеющую повышенную плотность дефектов, и образует по границам зерен аустенита сетку цементита вторичного. Содержание углерода в аустените уменьшается по линии SЕ, и, когда сплав охладится до линии эвтектоидного превращения РSК, зерна аустенита будут иметь эвтектоидный состав точки S и превратятся в зерна перлита. Количество выделившегося вторичного цементита %, откуда видно, что с увеличением содержания углерода в сплаве возрастает количество образовавшегося вторичного цементита. Структура заэвтектоидной стали изображена на рис. 2д.
З Рис.4.4 4ависимость механических свойств стали от содержания углерода
Структура углеродистой стали после охлаждения состоит из двух фаз – феррита и цементита. Количество цементита в структуре стали, например в сплаве 5 (рис. 4), определяется соотношением %.
Из этого соотношения видно, что с увеличением содержания углерода в стали будет возрастать количество цементита в структуре стали.
Твердость цементита на порядок выше твердости феррита и, значит, с увеличением содержания углерода возрастает твердость стали. Частицы цементита в стали препятствуют движению дислокаций и, следовательно, повышают прочность тем сильнее, чем больше цементита находится в структуре стали. При содержании углерода в стали более 0,9–1% прочность стали уменьшается, как это видно из рис. 5.
Рис. 5. Зависимость механических свойств стали от содержания углерода