2. Типи сплавів
Сплав – речовина, яка отримана сплавленням двох і більше елементів
(компонентів), з яких основним є метал.
Твердий розчин – тип сплаву, в якому компоненти розчинні один в одному як
в рідкому стані, так і в твердому.
Твердий розчин заміщення – атоми розчиненого компоненту заміщують
частину атомів розчинника в його кристалічній гратці.
Твердий розчин укорінення - атоми розчиненого елемента розташовуються в
кристалічній гратці розчинника, займаючи місця між його
атомами.
Механічна суміш – тип сплаву, в яких два компоненти не розчиняються один в
одному в твердому стані і не вступають в хімічну реакцію.
Хімічна сполука – тип сплаву, коли утворюється однорідне кристалічне тіло,
склад якого постійний і виражається формулою AnBm.
3. Діаграми стану двокомпонентних сплавів (типи діаграм)
Діаграма стану сплаву – графічне зображення стану сплаву даної системи
залежно від температури та концентрації компонентів.
Типи діаграм
Р
Р + В
А+Р
А+Е
Е + В
Е=А+В
t°С
А
В
Рис.3. Механічна суміш
(Наприклад, Zn- Sn; Pb- Sn; Pb- Ag; Ni- Cr; Cr- Mn; Al- Si)
А
В
Р
Р+Тв
Тв
Рис. 4. Твердий розчин з необмеженою розчинністю
(Cu-Ni, Cu-Au, Ag-Au, Fe-Cr, Fe-V)
Р
α+Р
Р+β
α + Е
Е+ β
А
В
Е= α + β
Рис.5. Твердий розчин з обмеженою розчинністю
(Cu-Ag; Pb-Sn; Co-Zn; Zn-Si).
А
В
Р
Р
А+Р
Е1+AnBm
Р+ AnBm
А+Е1
AnBm
+Е2
Е2+В
AnBm+Р
Р+В
Рис.6. Хімічна сполука
(Mg-Ca; Mg-Zn; Mg-Cu); E1(A+AnBm); E2(AnBm+В).
4. Діаграма стану сплаву “залізо-вуглець”
1550
П+Ц2+Л(П+Ц)
Ц1+Л(П+Ц)
А+Л+Ц2
Л+Ц1
А
Р+А
Р
Р+Ц1
Ф+ П
0,8 2,14 3 4 4,3 5 6 6,67%
Ферит – твердий розчин вуглецю в залізі.
Аустеніт – твердий розчин вуглецю
в
залізі.
Цементит – хімічна сполука заліза з вуглецем Fe3C, яка містить 6,67%
вуглецю.
Перліт – евтектоїдна суміш фериту і цементиту вторинного.
Ледебурит – евтектична суміш аустеніту і цементиту первинного.
5. Класифікація і характеристика чавуну та сталі
Ч
авун
– сплав заліза з вуглецем, який містить
вуглецю більше 2,14%.
За структурою чавун буває 4-х видів:
Білий чавун – у ньому весь вуглець знаходиться у зв’язаному стані у вигляді
цементиту. Це перероблений чавун і використовується для
виплавлення сталі.
Сірий чавун – у ньому вуглець знаходиться переважно у вільному стані у
вигляді графіту. Графітові включення мають вигляд пластинок.
Високоміцний чавун – у ньому графітові включення мають форму куль.
Ковкий чавун – графітові включення мають вигляд пластівців.
Сталь – сплав заліза з вуглецем, який містить вуглецю менше 2,14% .
Для отримання сталі використовують білий чавун та відходи металообробки.
Щоб отримати сталь, потрібно зменшити вміст вуглецю, кремнію, марганцю, сірки, фосфору.
Для виробництва сталі використовують наступні способи:
Конверторний – отримують сталь низької якості.
Мартенівський - дозволяє отримати високоякісну сталь.
Плавлення в електропечах - найкращий спосіб, отримують високоякісну
вуглецеву та леговану сталь.
Залежно від ступеня
розкислення сталь буває:
За хімічним складом сталь поділяють
Легована сталь – сталь, до складу якої вводять один або декілька легуючих
елементів з метою отримання заданих властивостей.
Легуючими елементами можуть бути: хром, нікель, вольфрам, молібден,
ванадій, марганець, кремній, титан, алюміній, мідь, цирконій,
кобальт, бор тощо.