Влияние концентрации углерода на свойства железоуглеродистых сплавов
Влияние концентрации углерода на свойства железоуглеродистых сплавов - раздел Промышленность, Микроскопический анализ металлов По Мере Повышения Концентрации Углерода В Стали И Чугуне Изменяются Структура...
По мере повышения концентрации углерода в стали и чугуне изменяются структура и их механические свойства. Прочность горячекатаной стали в нормализованном состоянии с увеличением содержания углерода повышается, а пластичность снижается (рис. 4.2). При появлении в структуре стали вторич-ного цементита твердость ее возрастает, а прочность снижается. Это объясняется влиянием хрупкой цементитной сетки, которая окружает зерна перлита и уменьшает прочность связи между ними.
С увеличением содержания углерода снижаются технологические свойства стали, увеличивается усадка, ухудшаются жидкотекучесть, ковкость и свариваемость, затрудняется механическая обработка. Поэтому для сварных конструкций используют стали с пониженным содержанием углерода (до 0,3%). Штамповки изготовляют из стали с содержанием до 0,5% С.
Рис. 4.2. Зависимость механических свойств стали от содержания углерода
Увеличение концентрации углерода у белых чугунов повышает их твердость от HRC 35 при 2,2% С до HRC 48 при 4,3% С и соответственно хрупкость. Динамическая прочность белых чугунов близка к нулю. С увеличением углерода в серых чугунах увеличивается количество и размер графитных включений, что также снижает прочность.
Следует остановиться на влиянии формы цементита на механические свойства перлита и размеров и формы графитных включений на прочность серых чугунов. Как указывалось ранее, частички цементита в перлите могут быть не только в виде пластинок, но и в виде округлых зерен.
Изменение формы цементита существенно изменяет механические свойства стали и прежде всего пластичность. У стали со структурой зернистого перлита предел прочности и твердости ниже на 15−20%, чем у стали со структурой пластинчатого перлита, а относительное удлинение выше в 2−4 раза. Например, сталь с содержанием 0,8% С со структурой пластинчатого перлита имеет предел прочности σВ = 800 МПа, относительное удлинение δ = 14%, а со структурой зернистого перлита σВ = 590 МПа, δ =29%. Повышенная пластичность зернистого перлита объясняется тем, что глобулярные частицы цементита оказывают меньшее сопротивление развитию пластической деформации по сравнению с пластинчатыми. Энергия, необходимая для разрушения металла при динамической нагрузке, в этом случае увеличивается, ударная вязкость возрастает.
Также значительно влияние структуры на механические свойства у серых чугунов (рис. 4.3). Измельчая графитные включения, повышают в 2−3 раза предел прочности чугуна. У чугунов, имеющих крупные, пересекающиеся графитные включения, предел прочности при растяжении уменьшается до 120 МПа. Наиболее высокую прочность имеют высокопрочные чугуны с шаровидным графитом. Наибольшее относительное удлинение при достаточно высокой прочности (370 МПа) имеют ковкие ферритные чугуны (δ до 12%).
Рис. 4.3. Зависимость механических свойств чугуна от формы и размеров графитовых включений (СЧ 12 – с грубопластинчатым графитом, СЧ 32 – с мелким завихрённым графитом)
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Методические указания к лабораторным работам
Омск
Издательство ОмГТУ
2008 Составители: Кушнер В. С.
Негров Д. А.
Бур
Макроанализ
Макроструктура – строение металла, видимое без увеличения или при небольшом увеличении (до 10–30 раз) с помощью лупы. При макроанализе можно одновременно наблюдать большую поверхность
Микроанализ
Микроскопический анализ (микроанализ) заключается в исследовании структуры металла при больших увеличениях (более 30 крат) и применяя-ется:
· для определения количества и типа стру
Приготовление микрошлифа
Образец металла, специально приготовленный для исследования его структуры под микроскопом, называется микрошлифом. Для микроанализа из исследуемого материала вырезают образец, поверхность ег
Микроскопы металлографические
Для исследования микроструктуры металлов используются металлографические микроскопы. Металлографический микроскоп позволяет рассматривать непрозрачные тела в отраженном свете. В этом основно
Проведение испытаний
Для определения средней величины зерна существует несколько методов, среди которых наиболее распространенным является метод площадей. Измерение этим методом величины зерна производится на пр
Подготовка микроскопа к визуальному наблюдению
· Установить объектив и окуляр соответственно выбранному увеличению.
· Винтами установить отверстие съёмной шайбы над объективом.
· Над отверстием съемной шайбы установить микрошл
Определение цены деления
Для определения цены деления окуляра-микрометра необходимо:
· подготовить микроскоп к наблюдению;
· установить объект-микрометр на столик микроскопа таким образом, чтобы стекло со
Определение величины зерна стали
Для определения величины (балла) зерна стали необходимо (рис. 1.8):
· микрошлиф поместить на столик микроскопа;
· добиться чёткого изображения структуры;
· просмотреть не
Микроскопический анализ металлов
1. Цель работы.
2. Ознакомление с устройством микроскопа.
Оптическая схема
Обозначения:
_________________________________
_________________________
Теоретические основы процесса кристаллизации металлов
Процесс образования кристаллов называется кристаллизацией. Визуальное изучение кристаллизации металлов сопряжено с техническими трудностями. Поскольку законы кристаллизации растворов солей и
Кристаллизация солей
В данной работе студенты изучают процесс кристаллизации четырёх солей: нитрата свинца Рb(NO3)2, хлорида аммония NH4Cl, дихромата калия К2
Порядок выполнения работы
1. Глядя в окуляр, вращать зеркало микроскопа, добиваясь яркого освещения (получить светлое поле).
2. Предметное стекло с нанесенной на него каплей соли установить на предметный столик так
Изучение процесса кристаллизации
1. Цель работы.
2. Изменение свободной энергии жидкости и твердого тела в зависимости от температуры.
Построение диаграммы состояния
В основе построения диаграмм состояний лежит определение критических точек при охлаждении жидкого сплава (чистого металла) до нормальной температуры. При этом пользуются методом термического ана
Порядок выполнения работы
1. Перед началом измерений сплав находится в жидком состоянии. Когда печь выключают, сплав начинает охлаждаться. С момента начала охлаждения включить секундомер и фиксировать показания милливольтме
Отчет по лабораторной работе №3
Построение диаграммы состояния «Свинец – олово» термическим методом
1. Цель работы.
2. Схема установки проведения эксперимента.
Структура и свойства железоуглеродистых сплавов
Техническое железо. Структура технического железа с концентрацией углерода 0,012 % (рис. 4.4) состоит из светлых полиэдрических зёрен феррита и цементита третичного, который расположен в вид
Порядок выполнения работы
1. Вычертить диаграмму «Fe − Fe3C» с указанием температур превращений и концентраций углерода для характерных точек.
2. Указать фазы и структурные составляющие в ра
Отчет по лабораторной работе № 4
Микроструктура железоуглеродистых сплавов в равновесном состоянии
1. Цель работы.
2. Диаграмма состояния сплавов «Железо – цементит».
Процессы нагрева стали
Температура нагрева определяется положением критических точек А1 и А3 на диаграмме «Железо – цементит» (рис. 5.1а). Для правильного выполнения термической обрабо
Процессы охлаждения стали
Охлаждающая среда обеспечивает определённую скорость охлаждения и назначается исходя из требуемых структуры и свойств стали. Получаемую структуру можно определить при наложении векторов скоростей о
Превращение аустенита при отжиге
При скорости охлаждения V1 ≈ 0,03 °С/с, т. е. менее VКР, аустенит превращается в феррит и цементит: Feγ(C)→ Feα(C)
Превращение аустенита при нормализации
Скорость охлаждения V2 ≈ 30 °С/с также меньше критической. Превращение диффузионное. Образующаяся структура называется сорбитом – дисперсная (т. е. мелкая) ферритоце
Превращение аустенита при закалке
Скорость охлаждения V4 ≈ 600 °С/с, т. е. превышает критическую. Аустенит превращается в мартенсит закалки: Feγ(C)→ Feα(C).
Влияние температуры отпуска на структуру стали
Температура нагрева при отпуске зависит от назначения стали. При нагреве до различных температур могут быть получены различные сочетания твёрдости и вязкости. Выполнение одного из видов отпуска зак
Порядок выполнения работы
1. Получить образцы конструкционной стали 40Х.
2. Назначить режимы термической обработки:
· закалку с недогревом;
· закалку неполную;
· закалку полную;
Термическая обработка стали
1. Цель работы.
Химической обработке подвергались образцы из стали марки _______
Химический состав ___________________________________________
Критические точки: А
Влияние скорости охлаждения на превращение аустенита
В зависимости от скорости охлаждения превращение аустенита может быть диффузионным и бездиффузионным. Критерием превращения является критическая скорость закалки VКР – наименьшая
Влияние температуры отжига на структуру и свойства стали
Микрошлиф 1 – сталь 45 после полного отжига (температура нагрева 860 °С). При нагреве создаётся мелкое зерно аустенита, а при последующем охлаждении из него образуются мелкие равноосные (окру
Влияние температуры отпуска на структуру и свойства стали
Микрошлиф 6 – сталь У8А после закалки и низкого отпуска.
Низкий отпуск практически не изменяет вид мартенсита. Игольчатость его строения сохраняется, но несколько увеличивается травимость
Микроструктура термически обработанных сталей
1. Цель работы.
Микроструктура термически обработанных сталей изучается на микроскопе ________________ при увеличении __________________________
2. Результаты просмотра структур:
Библиографический список
1. Арзамасов, Б.Н. Материаловедение: учеб. для студентов вузов / Б.Н. Арзамасов и др.– 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Изд-во МВТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 734 с.
2. Гуляев, А.П.
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов