- •3. Твердые растворы ,мех смеси, хим соединения
- •4. Диаграмма состояния железо-углерод. Структуры и фазы в системе Fe-Fe3c. Влияние углерода и примесей на свойства стали.
- •5.Полиморфизм железа
- •7. Классификация углеродистых сталей по качеству и назначению.
- •8. Качественные углеродистые стали
- •9. Серые, ковкие, высокопрочные чугуны (способ получения, маркировка, применение)
- •16.Цветные сплавы (свойства, маркировка, область применения).
- •20.Баббиты, порошковые материалы, композиционные материалы, неметаллические материалы.
- •Машиностроение
3. Твердые растворы ,мех смеси, хим соединения
1.Механическая смесь- её образуют компоненты с большим различием атомных диаметров . неспособные к взаимному растворению в твёрдом состоянии.
2.хим.соединение – образуется совершенно новая кристаллическая решётка. соотношение чисел атомов соответствует пропорции выраженной формулой AnBm.
3.Твёрдые растворы, механические смеси, хим. соединения.
Твёрдые растворы – один компонент (растворитель) сохраняет свою кристаллическую решётку, а другой (растворимый) отдаёт свои атомы в решётку растворителя.
А)твёрдые растворы замещения
Могут быть с ограниченной и неограниченной растворимостью
Неограниченный – любая концентрация растворённого компонента от 0 до 100.
Ограниченный – концентрация растворённого компонента до определённого предела.
Твёрдые растворы с неограниченной растворимостью образуются:
У компонентов должны быть однотипные кристалические решётки.
Различие атомных радиусов не должно перышать 9-15%
Компонент должен обладать близкими физико-химическими свойствами ,т.е. должны к одной или родственными группами переодической системы (золото-серебро,никель-медь.)
Б) твёрдые растворы внедрения образуются в тех случаях когда диаметр растворённого компонента невелик.
Получаются при растворении метала Азота,углерода,водорода.
Графический признак твёрдого раствора:
Замкнутая область, как правило, прилегающая хотябы к одной из вертикальных осей и неимеющая в своём составе горизонтальных участков,за исключением линии концентрации.
Тот компонент к которому прилегает данная область растворитель,второй растворимый.
Обознач. Буквами α,β,y.
Графический признак хим.соединения
- устойчивое хим соединение
Обязательно вертикальная линия
- Неустойчивые хим. соединения
Графический признак мех.смеси
Эвтектическое превращение при постоянной t и концентр. превращается в мех. эвтектическую смесь –эвтектику.
Мех.смесь образуется в результате эвтектического или эвтектоидного превращения
Эвтектическое превращение одна жидкая фаза при постоянной t и конц. Превращается в механическую смесь -эвтектику.
Эвтектоидное превр.- одна твёрдая фаза при постоянной t и конст. Превращается в мех смесь- эвтектоид.
Правило отрезков:
1 для определения состава фаз двухфазной области необходимо внутри этой области провести горизонтальную линию, точки пересечения покажут состав фаз.
2 количество фаз обратно пропорционально отрезкам показывающих состав фаз.
3 порядок расшифровки диаграммы
Найти линии ликвидус и солидус
Найти области твёрдых растворов по графическому признаку
Найти хим.соединение по граф.признаку
Найти мех.смеси по граф.признаку и расшифровать их по правилу отрезков.
Расшифровать все области диаграммы по правилу отрезков
Выбрать состав определить концентрацию и показать процесс охлаждения с построенной кривой охлаждения.
4. Диаграмма состояния железо-углерод. Структуры и фазы в системе Fe-Fe3c. Влияние углерода и примесей на свойства стали.
Сплавы железа с ушлеродом в диапазоне концетраций от 0 до 6.67% подразделяют на три группы:технич железо(C<0/02%, структура ф или Ф+ЦIII )(а);стали 0.02<C%<2.14(в структуре П);чугуны 2.14<C%<6.67( в структ Л).По структуре в равновес состоянии различ.: доэвтектоид стали(0.02<C%<0.8,П+Ф)(б,в); эвтектоидн(С=0.8%Ппластин)(г); заэвтектоидн (0.08<C%<2.14, П+ЦII) (д)
Чугуны,имеющ в своей структуре эвтектику ледебурит назыв белыми и дел: доэвтектич(2.14<C%<4.3, Л+П+ЦII)(ж); эвтектич(С=4.3% . ледебурит)(з); заэвтектическими (4.3<C%<6.67 , Л+ЦI)(и)
Фазы:
-Ж
-Ф(феррит) = FeαC (Cmax – 0.025%)
-А(аустенит) = FeγC (Cmax – 2.14%)
-Ц(цементит) – Fe3C (Cmax – 6.67%)
-Г(графит)
Феррит – твёрдый раствор углерода в α-железе. ОЦК
Аустенит – твёрдый раствор углерода в γ-железе.ГЦК
Цементит – химическое соединение железа с углеродом – карбид железа Fe3C
Графит образуется в высокоуглеродистых сплавах при метастабильном равновесии.(Если охлаждение(нагрев) происходит медленно, но с реальными скоростями).
Углерод содержится в стали в виде цементита, который представляет собой твердые и хрупкие частицы. С увел С повыш твердость, пределы прочности и текучести(в доэвтектоидн сталях),но умен относит удлинение, отн сужение и ударная вязкость. В заэвтектоидн пределы прочности и текучести сниж из-за образ хрупкой цементитной сетки. (рис) Увелич углерода способствует переходу стали в хланоломкое состояние
Примеси: полезные-кремний(до0.4%), марганец(0.8%).Кремний повыш плотность слитка и текучесть; марганец-повыш прочн, умен красноломкость, вызванную серой. Вредные: Сера-способствует появл красноломкости(хрупкость при горяч обработке давлением). Фосфор-упрочняет, но умен пластичность и вязкость, повыш порог хладноломкости. Азот, кислород-понижаютпредел выносливости и вязкость, повыш порог хладноломкости. Водород-вызывает охрупчивание.