рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Строение и свойства компонентов, фаз и структурных составляющих железоуглеродистых сплавов

Строение и свойства компонентов, фаз и структурных составляющих железоуглеродистых сплавов - раздел Высокие технологии, «Строение И Свойства Компонентов, Фаз И Структурных Составляющих Железоуглер...

«Строение и свойства компонентов, фаз и структурных составляющих железоуглеродистых сплавов» 1. Железоуглеродистые сплавы Железоуглеродистые сплавы ─ стали и чугуны ─ важнейшие металлические сплавы (93% всех конструкционных материалов) максимальное содержание углерода в сплавах – 6,67% В настоящее время на смену сталям идут другие сплавы: Ti, Al, Ni, Mg-вые и неметаллические материалы.Стали – это сплавы Fe–C с содержанием углерода от 0,025 до 2,14%. Чугун – сплавы Fe–C с содержанием углерода от 2,14 до 6,67%. Стали и чугуны ─ многокомпонентные сплавы, но основной элемент это углерод.

Д.К. Чернов дал первое представление о диаграмме Fe – C. 2. Компоненты железоуглеродистых сплавов Железо (Fe): №26 (Периодическая система элементов Д.И. Менделеева), атомная масса 55,58 атомный радиус 0,127 нм Чистое железо (химически чистое) содержит 99,999% Fe. Технически чистое железо содержит 99,8 – 99,9% Fe О чистоте железа судят по многим факторам (содержание% С, цветных металлов, других примесей). Температура плавления железа 1539º С. Известно три модификации железа: ( ─ Fe, ─ Fe, ─ Fe). Собственно железо ─ имеет одно кристаллическое строение; ─ высокотемпературная модификация, существует в интервале 1392─1539ºС; ― низкотемпературная модификация, существует ниже 911ºС; ─ существует в интервале 911 ─ 1392ºС Устойчивость определенной фазы диктуется более низкой свободной энергией. ─ Fe имеет ОЦК решетку; ─ Fe имеет ОЦК решетку; ─ Fe имеет ГЦК решетку.

Рисунок 1. Связь свободной энергии с типом кристаллической решетки железа -Fe ─период решетки 2,8606 ; до температуры 768ºС ─ ферромагнитно (магнитного). Точка перехода из ферромагнитного в парамагнитное состояние называют точкой Кюри (обозначают А2). Плотность железа: = 7,68 г./см3. Структура и ─ Fe: -Fe ─парамагнитно.

Зерна -Fe имеют ограненные края с наличием двойников: = 8,0–8,1 г/см3 I полиморфное превращение) обозначается А3=911ºС. Точка перехода в -Fe (II полиморфное превращение) обозначается А4=1392ºС. Рисунок 2. Кривая охлаждения чистого железа В железе существует металлический (межатомный) тип связи.

Железо является переходным металлом (не достроенная S – оболочка, достраивается d – оболочка). Углерод (С) имеет две модификации: графит и алмаз и может быть в аморфном состоянии.

Является неметаллическим (точнее полуметаллическим) материалом. Атомный номер N = 6, плотность = 2,5 г/см3, атомная масса 12,011, температура плавления 3500º С, атомный радиус 0,77 . Графит ─ имеет слоистую гексагональную решетку.Межатомное расстояние небольшое и составляет 1,4 ; расстояние между плоскостями 3,4 . В слоях действуют сильные ковалентные связи, а между слоями слабые силы Ван дер Ваальса. (В ковалентной связи силы равняются 700 кДж/г-атом. В силах Ван дер Ваальса ─ 4 9 кДж/г-атом). Рисунок 3. Силы связи в кристаллической решетке углерода Графит – мягок, обладает высокой электропроводностью, непрозрачен и имеет металлический блеск.

В алмазной модификации – существуют только ковалентные связи.Алмаз – самый твердый материал, по нему сравнивают другие элементы и твердые сплавы (в г. Алмазное производят углеродистую сажу). 3. Фазы в железоуглеродистых сплавах В системе Fe─C различают следующие фазы: жидкий сплав, твердые растворы внедрения, химическое соединения, чистые компоненты (графит). Твердые растворы: Феррит (Ф) ─ различают ─ Ф и ─ Ф ─ Ф ─ твердый раствор внедрения углерода в ─ Fe (высокотемпературном). Предельная растворимость углерода 0,1%. ─ Ф ─ твердый раствор внедрения углерода в ─ Fe (низкотемпературном). Предельная растворимость углерода 0,025% при температуре 727º С. При комнатной температуре феррит растворяет только 0,006% С. Атом углерода располагается в решетке феррита в центре грани куба, где помещается сфера радиусом 0,29R (радиуса атома железа), а также в вакансиях, и дислокациях и т.д. Рисунок 4. Внедрение атома углерода в решетку феррита Аустенит (А) ─ твердый раствор внедрения углерода в ─ Fe. Предельная растворимость углерода ─ 2,14% при температуре 1147º С. Атом углерода в решетке ─ Fe располагается в центре элементарной ячейки в которой может поместиться сфера радиусом 0,41R. ГЦК решетка может растворить углерода больше, чем ОЦК. Рисунок 5. Внедрение атома углерода в решетку аустенита Механические свойства. Феррит: =250 н/мм2 (МПа) = 120 н/мм2 (МПа) =50%, = 80% НВ 80–90 Аустенит: обладает высокой пластичностью, низкими пределами текучести и прочности. Пояснения к определению механических свойств.

Данный вопрос рассматривался по дисциплине сопротивление материалов: Предел прочности: =Pмах/F0 (Н/мм2) Предел текучести: = Pt/F0 (Н/мм2) F0 ─ начальная площадь сечения образца (берут F0, т. к. в течении опыта в процессе деформации сечения изменяется). Относительное удлинение: = Относительное сужение:  = Твердость (НВ, HRC, HV)─ сопротивление металла небольшим пластическим деформациям.

Рисунок 6. Кристаллическая решетка цементита Цементит (Ц) ─ химическое соединение железа с углеродом ─ карбид железа Fe3C. В цементите содержится 6,67% С. Цементит имеет сложную ромбическую решетку с плотной упаковкой атомов (рис. 6). Температура плавления цементита ─ 1250º С. Магнитные свойства цементит теряет при 217ºС. Имеет высокую твердость: > 800НВ, но очень низкую, нулевую пластичность. Цементит ─ соединение неустойчивое и при определенных условиях распадается с образованием свободного углерода в виде графита. 4. Структурные составляющие в железоуглеродистых сплавах Перлит (П) ─ механическая смесь двух фаз, образующихся из аустенита содержащего 0,81% С ниже температуры 727 ºС в результате эвтектоидного превращения: А0,81 % С Ф0,025 % С + Ц6,67 % С Перлит (эвтектоид) Перлит (на поверхности полированного и протравленного микрошлифа) имеет перламутровый цвет, переливается всеми цветами.

Перлит содержит 0,81% С. Структура перлита состоит из чередующихся пластинок Ц и Ф. Рисунок 7. Микроструктура перлита Специальной обработкой (термической) может быть получен зернистый перлит.

Перлит встречается в сталях и чугунах.

Ледебурит ─ механическая смесь двух фаз: аустенита и цементита, образующихся в результате эвтектического превращения жидкой фазы содержащей 4,32% С при 1147º С: Ж4,32 % С А2,14 % С + Ц(Fe3C)6.37 % С Ледебурит (эвтектика) Рисунок 8. Микроструктура ледебурита (сразу после эвтектического превращения) Ниже 727º С аустенит входящий в ледебурит испытывает эвтектоидное превращение, т.е. превращается в перлит.

Таким образом, в интервале температур: 1147º С – 727º С ─ Л (А+Ц); 727º С – tкомн º С ─ Л (П+Ц). Ледебурит назван в честь немецкого ученного ─ Ледебура.

Литература 1. Лахтин Ю.М Леонтьева В.П. Материаловедение.

М 1972, 1980. 2. Гуляев А.П. Металловедение.

М 1986. 3. Антикайн П.А. Металловедение. М 1972.

– Конец работы –

Используемые теги: Строение, Свойства, компонентов, фаз, структурных, составляющих, железоуглеродистых, сплавов0.116

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Строение и свойства компонентов, фаз и структурных составляющих железоуглеродистых сплавов

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Классификация металлов и сплавов (с примерами марок железоуглеродистых и цветных сплавов). Классификация и маркировка углеродистых сталей. Свойства металлов и сплавов (физические, химические, механические, технологические, служебные)
Классификация и маркировка углеродистых сталей По способу производства а мартеновская М б конверторная К в бессемеровская Б По степени... Свойства металлов и сплавов физические химические механические... Атомно кристаллическое строение металлов и сплавов Под атомно кристаллической структурой понимают взаимное...

Строение и свойства фаз в металлических сплавах. Твёрдые растворы, химические соединения. Гетерогенные структуры
Под структурой понимают форму, размеры и характер взаимного расположения фаз в металлах или сплавах. Структурными составляющими сплава называют… Сплав будет состоять из кристаллов компонентов А и В (рис. 1). Рисунок 1.… Различают твердые растворы замещения и твердые растворы внедрения (рис. 2). Рисунок 2. Схемы твердых растворов: а –…

Тип ячейки определяет строение и свойства кристалла в целом, а свойства каждого из этих кристаллов определяет свойства всего кристалла в целом
Кристаллическое строение металлов... Металлы Ме являются поликристаллическими веществами т е они состоят из... Кристаллическое состояние твердое состояние вещества...

Алюминий и его сплавы. Медь и ее сплавы. Антифрикционные (подшипниковые) сплавы
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ... РАЗДЕЛ...

Эвтектоид – аналогичная эвтектике структурная составляющая металлических сплавов, но в отличие от нее образующаяся не из жидкой, а из твердой фазы
СТРУКТУРНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ... Диаграмма состояния или диаграмма равновесия графическое изображение равновесных состояний сплава в виде точек в...

Строение и свойства металлов и сплавов
Тема Введение Строение и свойства металлов и сплавов... Материаловедением называется наука о структуре и свойствах материалов...

Теория химического строения органических соединений. Электронная природа химических связей. Предпосылки теории строения. Теория химического строения. Изомерия
Органические вещества в своем составе наряду с другими элементами всегда содержат углерод. Изучение соединений углерода — их строения, химических… Из всех химических элементов только углерод образует такое большое число… По образованию оксида углерода (IУ) при горении или по обугливанию вещества при нагревании легко установить…

Компонент Memo обладает рядом типичных для визуальных компонентов свойств
Компонент Memo класс TMemo... Пиктограмма... Компонент Memo представляет собой поле для отображения и редактирования текста Текст можно загрузить из файла...

Лекции по курсу: Биохимия Тема: ПЕПТИДЫ, БЕЛКИ: ИХ СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА, ЗНАЧЕНИЕ В ОРГАНИЗМЕ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕЛКОВ. 10
Федеральное агентство по образованию... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального...

От физических и механических свойств зависят технологические и эксплуатационные свойства материалов
Материаловедение относится к числу основополагающих дисциплин для машиностроительных специальностей Это связано с тем что получение разработка... Материаловедение является основой для изучения многих специальных дисциплин... От физических и механических свойств зависят технологические и эксплуатационные свойства материалов...

0.034
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам
  • Свойства алюминия и его сплавов Aluminium, от alumen - квасцы - химический элемент III гр. периодической системы, атомный номер 13, атомная масса 26,98154. Серебристо-белый металл,… В 1938г. Тэйлор, Уиллей, Смит и Эдвардс опубликовали статью, в которой… Первое издание монографии о свойствах алюминия вышло в свет в 1967г. В последующие годы благодаря сравнительной…
  • Понятие информ., свойства информ., экономическая информ., свойства экономической информ., классификация экономической информ Информ универсальный ресурс потребляемый всеми сферами экономики и представляющий собой совокупность сведений фактов знаний об окружающих ее... Информ должна рассматриваться в х аспектах... синтетический связан только со способом передачи информ...
  • Свойства портландцемента. Основные свойства строительных материалов Производство портландцемента состоит из следующих основных технологических процессов: добычи известняка, глины или мергеля; измельчения сырьевых… Обжиг до спекания подготовленного сырья сопровождается сложными физическими… После обжига полученный клинкер направляют в специальные холодильники для быстрого охлаждения материала.С увеличением…
  • Строение и свойства вещества Тврдые вещества делятся на аморфные и кристаллические.Таблица 1.1 Общая характеристика аморфных и кристаллических веществ Аморфное состояние… Геометрическая форма кристалла это следствие его внутреннего строения, которое… Основные параметры кристаллических решток описаны в таблице 1.2 Таблица 1.2 Параметры кристаллической рештки к.р.…
  • Структурные компоненты "Я-концепции" Таким образом, это - сложная структурированная картина, существующая в сознании индивида как самостоятельная фигура или фон, включающая как… Она включает оценочные представления, возникающие в результате реакций… Я-концепция - предпосылка и следствие взаимодействия социального, определяется социальным опытом.