Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Обозначение линий диаграммы железо-углерод



Критическая точка А1 А2 А3 А4 Аст
Линия диаграммы РSK MO GS NJ SE
Превращения П магнитн.---7680С---немагн. Ф А Ц п

 

Вторичная кристаллизация чугунов связана с превращениями в ледебурите: при температуре 7270С весь имеющийся в чугунах аустенит превращается в перлит. Это значит, что выше температуры 7270С ледебурит состоит из аустенита и цементита, а ниже 7270С – из перлита и цементита. Кроме того, в чугунах, содержащих 2, 14 – 4, 3 % С, при понижении температуры от 1147 до 7270С предельная концентрация углерода в аустените уменьшается в соответствии с линией ЕS от 2, 14 до 0, 8 % и происходит образование цементита вторичного (ЦII). После окончательного охлаждения структура чугунов будет следующей: доэвтектический чугун (2, 4 – 4, 3 %С) – П + ЦII + Л; эвтектический чугун (4, 3 %С) – Л; заэвтектический чугун (4, 3 – 6, 67 %С) – Ц1 + Л.

Анализ структурных превращений в железоуглеродистых сплавах

Доэвтектоидная сталь (0, 4 %С). Отмечаем заданный сплав вертикалью I на диаграмме ( рисунок 2, а ). Обозначаем критические точки 1, 2, 3, 4, 5 и стоим кривую охлаждения ( рисунок 2, б ). При температуре t1 из жидкого сплава начинают выделяться кристаллы феррита состава 1'. На кривой охлаждения наблюдается перегиб, поскольку кристаллизация сопровождается выделением тепла и скорость охлаждения стали уменьшается. Первичная кристаллизация этого сплава протекает по формуле

Ж .

Этот процесс продолжается до температуры t2 (1499°С). При 1499°С в результате перитектической реакции

Жв + Фн ,

образуются кристаллы аустенита (площадка на кривой охлаждения), но часть жидкости остается в избытке. В интервале температур t2 – t3 из оставшейся жидкости сплава выделяются кристаллы аустенита по формуле

ЖВ3 А 3

Первичная кристаллизация заканчивается при температуре t3 (перегиб на кривой охлаждении), ниже которой сталь состоит из одного аустенита. В интервале температур t3 – t4 происходит физическое охлаждение аустенита.

При температуре t4, соответствующей критической точке А3, начи­нается вторичная кристаллизация (перегиб на кривой охлаждения) – аус-тенит превращается в феррит по формуле

А4S Ф4Р.

При этом выделение феррита, почти не содержащего углерода, вызывает обогащение углеродом оставшегося аустенита, концентрация которого меняется по кривой 4 S. При достижении точки 5 (А1, 727 °С) состав аустенита примет эвтектоидную концентрацию (точка S, 0, 8 % С) и при постоянной температуре будет превращаться в перлит (площадка на кривой охлаждения).

 

Рис. 2. Часть диаграммы состояния железо-углерод (а) и кривая

охлаждения стали с 0, 4 %С (б) и 1, 2 %С (в)

А0, 8 П0, 8 .

После окончания охлаждения при комнатной температуре структура стали состоит из феррита и перлита.

Заэвтектоидная сталь (1, 2 %С). Отмечаем заданный сплав вертикалью II на диаграмме ( рисунок 2, а ). Обозначаем критические точки стали 6, 7, 8, 9 и строим кривую охлаждения ( рисунок 2, в ). При температуре t6, лежащей на линии ликвидус, начинается первичная кристаллизация аустенита состава 6' (перегиб на кривой охлаждения). По мере охлаждения в интервале температур t6 – t7 происходит выделение кристаллов аустенита переменного состава, концентрация которых определяется линией солидус от точки 6' до точки 7; жидкая фаза обогащается углеродом, концентрация которого меняется по линии ликвидус от 6 до 7', т.е. первичная кристаллизация протекает по формуле

 

Ж67' А6' 7.

В точке 7 заканчивается первичная кристаллизация аустенита (перегиб на кривой охлаждения). При дальнейшем охлаждении до t8 сталь имеет однофазную аустенитную структуру. При достижении t8ст) аустенит оказывается предельно насыщенным углеродом и из него начинает выделяться цементит вторичный (перегиб на кривой охлаждения). Вторичная кристаллизация стали идет по формуле

 

A89 ЦII .

Содержание углерода в аустените при охлаждении от t8 до t9 уменьшается по линии 8, S т.е. до концентрации 0, 8 % С и при постоянной температуре t9 (А1 727°С) аустенит претерпевает эвтектоидное превращение (площадка на кривой охлаждения)

 

А0, 8 П0, 8 .

По окончании этого превращения структура стали состоит из перлита и цементита вторичного. Такую структуру будет иметь сталь 4 при комнатной температуре.

Доэвтектический чугун (3, 0 % С). Отмечаем данный сплав I вертикалью на диаграмме ( рисунок 3, а ). Обозначаем критические точки 1, 2, 3 и строим кривую охлаждения ( рисунок 3, 6 ).

Первичная кристаллизация чугуна начинается выделением кристаллов аустенита состава 1' при достижении температуры t1 (перегиб на кривой охлаждения). По мере охлаждения чугуна в интервале температур t1 – t2 жидкая фаза обогащается углеродом по линии ликвидус 1 С, а твердая (аустенит) - по линии 1'Е. Формула первичной кристаллизации чугуна

Ж18 А1 E.

При температуре t2 (1147°С) оставшаяся часть жидкого сплава до­стигает концентрации 4, 3 % С (эвтектическая точка С). Жидкий сплав за­твердевает при постоянной температуре 1147°С с образованием эвтектики (ледебурита):

Ж4, 3 Л4, 3 .

 

Рис. 3. Часть диаграммы Fе - С (а) и кривая охлаждения чугуна с 3, 0 % С (б)

 

На кривой охлаждения наблюдается площадка. При понижении температуры от 1147 до 7270 С аустенит обедняется углеродом и образуется новая высокоуглеродистая фаза - цементит вторичный (ЦII). При температуре t3 (A3 727°С) протекает эвтектоидное превращение аустенита (площадка на кривой охлаждения) как свободного, так и входящего в состав ледебурита:

А0, 8 П0, 8 .

Структура чугуна после окончательного охлаждения состоит из аус­тенита + цементита вторичного + ледебурита.

Определение состава фаз (структуры) и их количественного соотношения

Правило концентраций позволяет определить в любой точке двухфазной области диаграммы химический состав каждой фазы. Для этого через данную точку необходимо провести горизонталь до пересечения с границами области (коноду), проекции точек пересечения на ось концентрации дадут химический состав соответствующих фаз.

Например, в точке а (рисунок 3, а) содержание углерода в жидкой фазе соответствует проекции точки а" (3, 8 % С), а содержание углерода в аустените - проекции точки а' (1, 9 % С). Правило концентраций для точки а записывается так: т.а Ж3, 8 + А1, 8.

С помощью правила отрезковв любой точке двухфазной области диаграммы определяют относительное весовое количество (ОВК) каждой фазы (структурных составляющих).

Для этого через данную точку прово­ят коноду и вычисляют отношение длины отрезка коноды, примыкающей к противоположному составу фаз, ко всей коноде.

Например, в точке а ( рисунок 3, а )

 

овкЖ = или ;

 

овкА = или .

 

1.2 Контрольные вопросы:

 

1) Какое превращение происходит в сплавах в процессе охлаждения (нагрева) при 1147 0С (линия ЕСF)?

2) Какое превращение происходит в сплавах в процессе охлаждения (нагрева) по линии ЕS?

3) Какое превращение происходит в сплавах в процессе охлаждения (нагрева) по линии РQ?

4) Какое превращение происходит в сплавах в процессе охлаждения (нагрева) по линии СD?

5) Какое превращение происходит в сплавах в процессе охлаждения (нагрева) при 727 °С (линия РSК)?

6) Что такое феррит, аустенит, цементит, перлит, ледебурит?

7) Какие превращения происходят в сплавах при температурах А1, А2, А3, А4, Аcт?

8) Как определить состав и соотношение фаз в любой точке диаграммы Fе-С?

 


 


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-11; Просмотров: 754; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.023 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь