рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Промышленность
/
Вид работы: Лабораторные Работы
/
Краткие теоретические сведения

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Краткие теоретические сведения

Краткие теоретические сведения - Лабораторная Работа, раздел Промышленность, Тема лабораторной работы: Измерение твердости металлов и сплавов Диаграммы Состояния Представляет Собой Графическое Изображение Фазового Состо...

Диаграммы состояния представляет собой графическое изображение фазового состояние сплавов, в зависимости от температуры и концентрации компонентов. Диаграммы достояния строят для условий равновесия, т.е. такого состояние сплавов, которое достигается при очень малых скоростях охлаждения или длительном нагреве.

К системе железоуглеродистых сплавов относятся стали и чугуны, для изучения которых в равновесном состоянии пользуются диаграммой состояния, приведенной на рисунке 3.

Диаграмма рассматривается только до содержания углерода 6,67 %, т.к. сплавы с большим содержанием углерода не имеют практического применения, вследствие высокой твердости и хрупкости.

Если основными компонентами диаграммы состояния являются железо и цементит (химическое соединение Fe₃C) то такую диаграмму называют цементитной (метастабильной).

Правило фаз

Закономерность изменения числа фаз в диаграмме состояния железо - цементит определяется правилом фаз.

Фазой называют физически и химически однородную часть сплава, которая отделена от других однородных частей сплава "поверхностью раздела".

Степенью свободы системы (сплава) называют возможность изменения температуры, давления или концентрации фаз без изменения числа фаз.

Правилом фаз принято называть количественную зависимость между числом степеней свободы системы, числом компонентов и фаз:

С = К + 2 – Ф

где С - число степеней свободы; К – число компонентов образующих систему; Ф - число фаз; 2 - число внешних факторов.

За внешние факторы, влияющие на состояние сплава принимают температуру и давление. Применяя правило фаз к металлам, можно во многих случаях принять изменяющимся только один внешний фактор - температуру, т.к. давление, за исключением очень высокого, мало влияет на фазовое равновесие в твердом и жидком состоянии.

Тогда уравнение примет следующий вид:

С = К + 1 – Ф

Число степеней свободы не может быть меньше нуля и не может быть дробным числом, т.е. С ≥ 0. Число фаз в сплаве, находящемся в равновесном состоянии, не может быть больше, чем число компонентов плюс единица (Ф ≤ К + 1). Следовательно, в двойной системе в равновесии может находиться не более трех фаз, в тройной - не более четырех и т.д.

Если в равновесии в системе с определенным числом компонентов находится максимальное число фаз (Ф = 3), то число степеней равно нулю (С = 0). Такое равновесие называют нонвариантным. При нонвариантном равновесии сплав из данного числа фаз может существовать только, в совершенно определенных условиях ; при постоянной температуре и определенном числе всех находящихся в равновесии фаз (в данном случае Ф = 3). Это означает что превращение начинается и заканчивается при постоянной температуре. В случае уменьшения числа фаз на одну против максимально возможного числа степеней свободы С = 1. Такую систему называют моновариантной. Если С = 2, система - бивариантна.

Равновесными фазами в системе железо - цементит являются:

феррит (Ф), аустенит (А), цементит (Ц), жидкость (Ж).

1. Феррит (Ф) - твердый раствор углерода в α-железе. Максимальное содержание углерода в феррите при температуре 727°С составляет 0,02 %. Феррит имеет незначительную твердость 60-100 НВ и прочность (σ_В = 250 Н/мм²), но высокую пластичность (δ = 50 %)

2. Аустенит (А) - твердый раствор углерода в γ–железе. Максимальное содержание углерода в аустените при температуре 1147°С составляет 2,14 % и 0,8 % - при температуре 727°С. Аустенит имеет кристаллическую решетку гранецентрированного куба, немагнитен. Твердость аустенита 160 — 220 НВ, пластичность довольно высокая: δ = 40-50 %.

3. Цементит (Ц) - химическое соединение железа с углеродом (карбид железа Fe₃C). В цементите содержится 6,67 % углерода. Температура плавления цементита около 1250 °С. Цементит очень тверд (800 НВ), хрупок и практически не обладает пластичностью. Цементит неустойчив и в определенных условиях распадается, выделяя свободный углерод в виде графита по реакции Fe₃C = 3 Fe + C

4. Жидкость (Ж) - раствор углерода в жидком железе с неограниченной растворимостью.

Кроме вышеперечисленных равновесных фаз в системе железоуглеродистых сплавов присутствуют следующие структурные составляющие: графит, перлит, ледебурит.

5. Графит (Г) - это свободный углерод, мягкий (3 НВ), обладает низкой прочностью, в чугунах и графитизированной стали содержится в виде включений различной формы (пластинчатой, шаровидной, хлопьевидной). С изменением формы графитовых включений меняются механические и технологические свойства сплава.

6. Перлит (П) - механическая смесь феррита и цементита (эвтектоид), содержащая 0,8 % углерода. Перлит имеет предел прочности σ_В = 800 Н/мм² , относительное удлинение δ = 15 % и твердость 160 НВ.

7. Ледебурит (Л) - механическая смесь аустенита и цементита первичного (эвтектика), содержащая 4,3 % углерода и образующаяся при кристаллизации жидкого расплава при температуре 1147 °С. В процессе дальнейшего охлаждения строение ледебурита меняется: при температуре 727 °С ледебурит состоит из перлита и цементита первичного. Ледебурит тверд (600 - 700 НВ) и очень хрупок.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Тема лабораторной работы: Измерение твердости металлов и сплавов

Тема лабораторной работы Измерение твердости металлов и сплавов Цель работы Научится определять... Перечень используемых источников... Технология металлов и материаловедение Учебник для вузов и техникумов Под ред Л Ф Усовой Производственное...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Краткие теоретические сведения

Что будем делать с полученным материалом:

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

Все темы данного раздела:

Тема лабораторной работы: Измерение твердости металлов и сплавов
Цель работы: 1. Научится определять твердость металлов методом вдавливания. 2. Освоить методику выполнений измерений на приборах Бринелля и Роквел

Вопросы для самоконтроля
1. Что такое твердость? 2. В чем заключается испытание на твердость? 3. В чем сущность метода Бринелля? 4. Как производится измерение твердости на приборе Бринелля? 5

ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
1. Цель работы 2. Оборудование 3. Перечислите способы определения твердости 4. Опишите процесс определения твердости прибором Бринелля 5. Протоко

Понятие о диаграммах состояния
Основными конструкционными материалами являются металлические сплавы - вещества, полученные сплавлением двух или более элементов (компонентов). К основным понятиям в теории сплавов относят

Состав — температура; в — диаграмма состояний.
На рисунке 1, а показана серия кривых охлаждения указанных сплавов данной системы А и В, имеющих различную концентрацию. На этих кривых верхние точки l2, l3,

Диаграмма состояний первого типа.
До температуры ликвидус (температура t1) сплав будет находиться в жидком состоянии. При температуре t1 начнется процесс кристаллизации. Так как

Вопросы для самоконтроля
1. Что такое сплав, компонент, фаза, система сплавов, диаграмма? 2. Основные типы сплавов, образуемые при взаимодействии компонентов. 3. Основные типы диаграмм равновесного состоя

ПОНЯТИЕ О ДИАГРАММАХ СОСТОЯНИЯ ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ СПЛАВОВ
1. Цель работы 2. Оборудование 3. Зарисовать и дать определение I типа диаграммы (линии, точки и области). Описать и зарисовать зависимости физико-механических свойств от состава

Диаграмма состояния железо - цементит
Диаграмма состояния железо - цементит представлена на рисунке 3 в упрощенном виде. На диаграмме Fe - Fe3C точка А (1539 °С) соответствует температуре плавления чистого же

Кристаллизация сплавов
Процесс кристаллизации сплава описывается кривой охлаждений, которая строится в координатах температура-время. Рассмотрим кристаллизацию сплавов содержащих от 2,14 до 4,3 % углерода. В качество

Правило отрезков
В процессе кристаллизации сплава меняется не только состав фаз, но и количественное соотношение между ними. В любой точке диаграммы когда в сплаве одновременно существуют две фазы, можно

Вопросы для самоконтроля
1. Что представляет собой цементит? 2. Что представляет собой перлит? 3. Что представляет собой аустенит? 4. Что представляет собой феррит? 5. Что представляет с

АНАЛИЗ ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗО-ЦЕМЕНТИТ
1. Цель работы. 2. Оборудование. 3. Нарисовать диаграмму железо - цементит. Указать на диаграмме состояния температуры фазовых превращений, концентрации особых точ

Металломикроскоп.
Для исследования микроструктуры металлов и сплавов применяют металлографический микроскоп МИМ-6. При визуальном наблюдении этот микроскоп обеспечивает увеличение до 590 раз и 1416 — при фотограф

Микроанализ сталей
Основными техническими сплавами являются стали, относящиеся к системе железоуглеродистых сплавов. Основой для определения структурных составляющих сплавов в равновесном состоянии является

Доэвтектоидная сталь 0,1% углерода (а), 0,4% углерода (б).
Сталь с содержанием 0,8% углерода называется эвтектоидной. Микроструктура состоит из перлита. С увеличением содержания углерода количество феррита уменьшается, а перлита увеличивает

Вопросы для самоконтроля
1. Что такое сталь? 2. Как классифицируется сталь по составу и структуре, по качеству, во назначению? 3. Дать определение всем структурным составляющим железоуглеродистых сплавов

УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ
1. Цель работы. 2. Оборудование. 3. Зарисовать оптическую схему микроскопа МИМ – 6. Дать описание схемы хода лучей в металлографическом микроскопе МИМ-6.

А — прямолинейные; б — завихренные; в — розеточные, г — междендритные
Например, скорость охлаждения влияет таким образом, что при прочих равных условиях графит образуется тем крупнее, чем медленнее охлаждение. Чем больше перегрев жидкого чугуна и чем

Вопросы для самоконтроля
1. Какой сплав называют чугуном? 2. Как классифицируется белый чугун по составу и структуре? 3. Что такое ледебурит, цементит, графит? 4. Как называются графитизированные чугу

ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЧУГУНОВ
1. Цель работы. 2. Оборудование. 3. Дать определение чугунов 4. Описать характеристику структур: а) графит; б) ледебурит; в) цементит (первичный)

Оптимальный интервал закалочных температур стали
При медленном охлаждении эвтектоидной стали аустенит превращается в перлит (смесь феррита и цементита). Превращение аустенита в перлит происходит диффузионно, углерод, выделяясь и

А — пластинчатый перлит; б — сорбит закалки; в — троостит закалки.
При больших степенях переохлаждения аустенита диффузионное перемещение углерода практически прекращается и образование цементита становится невозможным. При таких скоростях охлажд

ЗАКАЛКА
1. Цель работы. 2. Оборудование. 3. Начертить угол диаграммы железо-цементит показывающий оптимальный интервал закалочных температур стали 4. Время нагрев

В — троостит отпуска при 370°С; г — сорбит отпуска при 600°С
Кроме температуры нагрева, при отпуске весьма важно время выдержки, скорость же охлаждения в большинстве случаев значения не имеет. Время выдержки при температуре отпуска определяется из

ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЦВЕТНЫХ СПЛАВОВ
1. Цель работы. 2. Оборудование. 3. Перечислить физико-механические свойства технической меди. 4. Дать химический состав и структуру технической меди

Краткие теоретические сведения
Алюминий — металл серебристо-белого цвета, обладает небольшой плотностью (2,7 г/см3) и низкой температурой плавления (660°С). Характерные свойства алюминия —высокая пластичность и низ

ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
1. Цель работы. 2. Оборудование. 3. Определение и классификация алюминиевых сплавов 4. Диаграмма состояния и структурные составляющие алюминиевых сплавов. 5. Опи