Приклад виконання практичного завдання.

Завдання: накреслити діаграму стану " залізо - цементит", пояснити структуру в окремих її галузях; побудувати криву охолод­ження для сплаву з 1, 5%С, проаналізувати перетворення, які відбуваються при охолодженні цього сплаву.

Структурними складовими у системі залізо - цементит будуть:

д- залізо, аустеніт, феріт, перліт ледебурит, цементит.

У твердому стані залізо існує у двох модифікаціях: a- залізо, при температурах від 1539°С до І400°С і нижче 9І0°С, і g- залізо у інтервалі температур 910°- І393°С. Кристалева гратка a- залізо –

об’ємноцентрований куб, а g - заліза - гранецентрований куб. З змінен-ням температури відбувається перетворення a- заліза в g - залізо при нагріванні і g - заліза в a - залізо при охолодженні. Змінення кри-сталевої ґратки тягне за собою змінення властивостей заліза.

Феріт - твердий розчин упровадження вуглеця у a - залізо з мак­симальною місткістю вуглеця 0, 02% при 723°С і 0, 006% при нормальній температурі.

Аустеніт - твердий розчин упровадження вуглецю у g - залізо з максимальною місткістю вуглецю 2, 14% при ІІ47°С і 0, 8% при 723°С. При температурі нижче 723°С аустеніт або перетворюється у феріт при низькій місткості вуглецю, або розпадається на цементит і феріт, утворюючи перліт, при високої місткості вуглецю.

Цементит - хімічне з'єднання заліза з вуглецем. Має високу твердість, але крихкий. Температура плавління залежить від йoro складу і знаходиться у інтервалі 1260°- І600°С.

Перліт - це евтектоїд, який складається із двох Фаз - феріта і цементита. Утворюється перліт при температурі низче 723°С за резуль­татом розпаду аустеніта на феріт і цементит. Місткість вуглецю - 0, 8%.

Ледебурит - це евтектика, яка складається із аустеніта і цементита. Утворюється при концентрації вуглецю 4, 3% у діапазоні темпеpaтур 1147°С - 723С. При температурі нижче 723" С аустеніт перетво­рюється у перліт, і ледебурит складається із суміші перліта і цементита.

При охолодженні сплаву, який містить І, 5%С відбуваються такі перетворення. При досягненні точки І, яка розташована на лінії чік-відус із рідкої фази починають утворюватися кристали аустеніту. Кри­сталізація закінчується у точці 2, яка розташована на лінії солідус, з утворенням структури аустеніта. Далі до точки 3 змінень у структу­рі не відбувається, аустеніт охолоджується. При досягненні точки З, яка розташована на лінії Έ 3, тобто розчиненості цементиту в аусте­ніті, відбувається виділення надлишкової фази - цементита вторинного Структура буде складатися із аустеніту і цементиту вторинного. У точ ці 4, яка розташована на лінії PSK, тобто лінії евтектоїдного перет­ворення, відбувається розпад аустеніту на феріто - цементитну суміш. Така суміш називається перлітом. Остаточно, структура з якою буде охолоджуватися сплав, складатиметься із перліта і цементита вторинне го.

Питання для самоперевірки.

1 Що означає стабільний і метастабільний стан сплавів?

2 Дайте характеристику структурним складовим сплавів системи
" залізо - цементит".

3 Охарактеризуйте евтектичне і евтектоїдне перетворення у
сплавах системи " залізо - цементит".

Рекомендована література:

Кузьмін Б.А. та інш. - Технологія металів та конструкційні

матеріали. М. Машинобудування, 1989р./рос. мовою,