Здавалка
Главная | Обратная связь

Ліва верхня частина діаграми стану



Для зручності ця ділянка діаграми представлена окремо на мал. 130.

З діаграми видно, що кристалізація сплавів зі змістом вуглецю до 0,5 % починається по лінії ліквідусу АВ з виділення з рідкого сплаву кристалів феррита. При температурі 1499 °С (перитектическая горизонталь HJB) відбувається перитектическое перетворення між рідкою фазою (Ж. с) складу крапки В (0,5 % С) і ферритом складу крапки Н (0,1 %С). У результаті взаємодії зазначених фаз утвориться аустеніт складу точки (0,16 % С):

Ж. С0.5 + Ф 0.1↔А0.16. (42)

Розглянемо кристалізацію найбільш характерних сплавів цієї частини діаграми. Положення сплавів на діаграмі показано вертикальними лініями. Точки перетинання цих ліній про лініями діаграми визначають темпи ратуры перетворень.

Криві охолодження сплавів приведені на мал. 130 праворуч.

Сплав I-I зі змістом вуглецю менш 0,1 % починає кристалізуватися при температурі t1 з виділення з рідкого сплаву кристалів феррита. При температурі t2 кристалізація закінчується. В інтервалі температур t1-t3 феррит прохолоджується, не перетерплюючи ніяких перетворень. При температурі t3 починається перекристалізація внаслідок поліморфного перетворення феррита в аустеніт, що закінчується при температурі t4. Нижче температури t4 сплав складається тільки з аустеніту.

Сплав II—II зі змістом вуглецю більше 0,1 %, але менше 0,16 % починає кристалізуватися при температурі t1. В інтервалі температур tl-t2 з рідкого сплаву виділяються кристали феррита. При 1499 °С сплав складається з феррита складу крапки Н (0,1 %C) і рідкої фази (Ж. с) складу крапки В (0,5 % C). Між цими фазами при постійній температурі і незмінній концентрації фаз відбувається перитектическая реакція з утворенням аустеніту складу крапки J (0,16 % С). Тому що сплав знаходиться левее крапки В, частина феррита збережеться і по закінченні перитектической реакції сплав буде складатися з аустеніту і надлишкового феррита. В інтервалі температур t2—t3 надлишковий ферит перекристалізується в аустеніт так само, як і в попередньому сплаві. Нижче ts сплав буде складатися тільки з аустеніту.

Сплав III-III з вмістом вуглецю 0,16 % починає кристалізуватися при температурі tl з виділенням ферита. Кристалізація протікає в інтервалі температур t1-t2. При температурі t2 відбувається перитектичекевкаючи реакція між ферритом (0,1 % С) "і рідким сплавом (0,5 %C). Тому що в цьому сплаві співвідношення Фо,1/Ж. C0.5 = JB/HJ, те в результаті пернтектической реакції обидві фази цілком витратяться і по закінченні реакції сплав буде складатися тільки з аустеніту (0,16 % С).

Сплав IV-IV зі змістом вуглецю більше 0,16, але менше 0,5 %. При температурі t1, з рідкого сплаьа починають виділятися кристали ферита. Цей процес продовжується до температури t2 (1499 0С). При 1499 0С в результаті перитектичної реакції Ж. С0.5 + Ф0.1 →А0.16 утворяться кристали аустеніту, але частина рідкого сплаву залишиться в надлишку. В інтервалі температур t2-t3 з частини рідкого сплаву, що залишилася, виділяються кристали аустеніту. Кристалізація закінчується при температурі t3, нижче якої сплав складається тільки з аустеніту. Сплав V-V зі змістом більш 0,5 % C (0,5— 2,14 % C) на відміну від попередніх сплавів починає кристалізуватися при температурі t1 з виділенням з рідкого сплаву кристалів аустеніту. Кристалізація протікає в інтервалі температур t1-t2. Нижче температури t2 сплав складається тільки з аустеніту.

Таким чином, у всіх сплавах зі змістом вуглецю до 2,14 % структура при якихось температурах нижче солідуса виходить однакової — аустеніт. Усі сплави заліза з вуглецем, що у результаті первинної кристалізації в рівноважних умовах здобувають аустенітну (однофазну) структуру, називають сталями. Отже, сталь — це залізовуглецевий сплав зі змістом вуглецю до 2,14 %.

Рис. 131. Ліва нижня частина діаграми стану Fe-Fe3C і криві охолодження (а), а також зміна структури стали в процесі вторинної кристалізації (б)

 

Ліва нижня частина діаграми стану Fe-Fe3C

Для зручності ця частина діаграми представлена окремо на мал. 131. Ліва нижня частина діаграми характерна тим, що тут відбувається эвтектоидное перетворення (727 °С, евтектоїдна лінія PSK). Перетворення полягає в розпаді твердого розчину — аустеніту складу крапки S (0,8 %С) на суміш двох фаз: ферита, склад якого відповідає крапці Р (0,025 % С), і цементиту Fe3С(точка К 6,67 % С):

А0.8→Ф0.025 + Fe3C. (43)

Точка S (0,8 % С) називається евтектоїдною точкою.

Суміш кристалів, що виходить при розпаді твердого розчину, нових фаз називається евтектоїдом (на відміну від суміші, що утвориться при кристалізації рідкого розчину і називаної эвтектикой). У залізовуглецевих сплавах эвтектоидную суміш (Ф + Ц) називають перлітом1. Перліт, що виходить у звичайних умовах охолодження, має пластинчаста будівля. Перліт звичайно позначають П

Вище евтектоїдної лінії на діаграмі стану маються три області (мал. 126) різного фазового складу: ліворуч - феррит + аустеніт, потім — однофазна область аустеніту, праворуч — аустеніт + цементит. Тому перетворення в сплавах при охолодженні будуть неоднаковими і, виходить, структура теж буде різною. Тому стали класифікують за структурою в залежності від змісту вуглецю: сталь зі змістом вуглецю 0,8 % називають евтектоїдною, зі вмістом вуглецю до 0,8 % — сталі доевтектоїдні, зі змістом вуглецю більше 0,8 % — заевтектоїдні.

Розглянемо перетворення, що відбуваються в сталях при повільному охолодженні з аустенітної області. Склади найбільш характерних сплавів показані на діаграмі (мал. 131, а). Праворуч від діаграми приведені криві охолодження цих сплавів.

 

Сплав I-I(менш 0,025 % C) — технічне залізо

До температури А3 сплав знаходиться в аустенітному стані, складається з зерен аустеніту. В інтервалі температур Аз-t1 відбувається нерекристалізація аустеніту у ферит. При температурі t1, цей процес закінчується й в інтервалі температур t1-t2 сплав складається тільки з зерен ферита.

Вище температури t2 ферит являє собою ненасичений твердий розчин вуглецю в α-залізі. При температурі t2 цей твердий розчин стає насиченим вуглецем. При температурі нижче t2 (точка t2 знаходиться на лінії PQ) твердий розчин стає пересиченим вуглецем. Тому з феррита в температурному інтервалі t2-tкімн виділяються атоми вуглецю, що утворять фазу, багату вуглецем -цементит. Цементит, що виділяється з феррита в результаті зменшення розчинності в ньому вуглецю, називається третинним ц е м е н т и т о м, його позначають ЦIII чи Fe3CIII. В умовах повної рівноваги, до кінця охолодження, у феррите залишається 0,006 % вуглецю (точка Q на діаграмі стану Fe-Fe3C).

Максимальна кількість третинного цементиту виділяється в сплаві з 0,025 % С. Відносна кількість цементиту, що виділяється в цьому сплаві, можна визначити, використовуючи правило відрізків. Конода QL довжиною 6,67—0,006 = 6,664 одиниць розділена на відрізки довжиною 0,025—0,006 = 0,019 одиниці і 6,67—0,025 = 6,65 одиниць. Відносна кількість третинного цементиту

 

Рис 132 Мікроструктура сплаву з вмістом 0.025%С

 

визначається відношенням 0,019/6,664 = 0,002 = 0,2 %. Розрахунки показують, що відносна кількість третинного цементиту, що може виділитися з ферита, надзвичайно мало.

Третинний цементит виділяється по границях зерен феррита (мал. 132). Ці виділення зменшують пластичні властивості низкоуглеродистого сплаву, особливо

його схильність до холодної штамповки.

Таким чином, структура низкоуглеродистых сплавів (до 0,025%С) складається з ферита і третинного цементиту Ф + ЦIII.

В умовах прискореного охолодження виділення третинного цементиту затримується і він може зовсім не виділятися.

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.