Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов - раздел Энергетика, ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЕ И КОНСТРУКЦИОННОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Компонентами Железоуглеродистых Сплавов Являются Железо, Угле...
Компонентами железоуглеродистых сплавов являются железо, углерод и цементит.
1. Железо – переходный металл серебристо-светлого цвета. Имеет высокую температуру плавления – 1539oС 5oС.
В твердом состоянии железо может находиться в двух модификациях. Полиморфные превращения происходят при температурах 911oС и 1392oС. При температуре ниже 911oС существует с объемно-центрированной кубической решеткой. В интервале температур 911…1392oС устойчивым является с гранецентрированной кубической решеткой. Выше 1392oС железо имеет объемно-центрированную кубическую решетку и называется или высокотемпературное . Высокотемпературная модификация не представляет собой новой аллотропической формы. Критическую температуру 911oС превращения обозначают точкой , а температуру 1392oС превращения - точкой А4.
При температуре ниже 768oС железо ферромагнитно, а выше – парамагнитно. Точка Кюри железа 768oС обозначается А2.
Железо технической чистоты обладает невысокой твердостью (80 НВ) и прочностью (предел прочности – , предел текучести – ) и высокими характеристиками пластичности (относительное удлинение – , а относительное сужение – ). Свойства могут изменяться в некоторых пределах в зависимости от величины зерна.
Железо характеризуется высоким модулем упругости, наличие которого проявляется и в сплавах на его основе, обеспечивая высокую жесткость деталей из этих сплавов.
Железо со многими элементами образует растворы: с металлами – растворы замещения, с углеродом, азотом и водородом – растворы внедрения.
2. Углерод относится к неметаллам. Обладает полиморфным превращением, в зависимости от условий образования существует в форме графита с гексагональной кристаллической решеткой (температура плавления – 3500 0С, плотность – 2,5 г/см3) или в форме алмаза со сложной кубической решеткой с координационным числом равным четырем (температура плавления – 5000 0С).
В сплавах железа с углеродом углерод находится в состоянии твердого раствора с железом и в виде химического соединения – цементита (Fe3C), а также в свободном состоянии в виде графита (в серых чугунах).
3. Цементит (Fe3C) – химическое соединение железа с углеродом (карбид железа), содержит 6,67 % углерода.
Аллотропических превращений не испытывает. Кристаллическая решетка цементита состоит из ряда октаэдров, оси которых наклонены друг к другу.
Температура плавления цементита точно не установлена (1250, 1550oС). При низких температурах цементит слабо ферромагнитен, магнитные свойства теряет при температуре около 217oС.
Цементит имеет высокую твердость (более 800 НВ, легко царапает стекло), но чрезвычайно низкую, практически нулевую, пластичность. Такие свойства являются следствием сложного строения кристаллической решетки.
Цементит способен образовывать твердые растворы замещения. Атомы углерода могут замещаться атомами неметаллов: азотом, кислородом; атомы железа – металлами: марганцем, хромом, вольфрамом и др. Такой твердый раствор на базе решетки цементита называется легированным цементитом.
Цементит – соединение неустойчивое и при определенных условиях распадается с образованием свободного углерода в виде графита. Этот процесс имеет важное практическое значение при структурообразовании чугунов.
В системе железо – углерод существуют следующие фазы: жидкая фаза, феррит, аустенит, цементит.
1. Жидкая фаза. В жидком состоянии железо хорошо растворяет углерод в любых пропорциях с образованием однородной жидкой фазы.
2. Феррит (Ф)(C) – твердый раствор внедрения углерода в -железо.
Феррит имеет переменную предельную растворимость углерода: минимальную – 0,006 % при комнатной температуре (точка Q), максимальную – 0,02 % при температуре 727oС ( точка P). Углерод располагается в дефектах решетки.
При температуре выше 1392oС существует высокотемпературный феррит () ( (C), с предельной растворимостью углерода 0,1 % при температуре 1499oС (точка J)
Свойства феррита близки к свойствам железа. Он мягок (твердость – 130 НВ, предел прочности –) и пластичен (относительное удлинение –), магнитен до 768oС.
3. Аустенит (А)(С) – твердый раствор внедрения углерода в -железо.
Углерод занимает место в центре гранецентрированной кубической ячейки.
Аустенит имеет переменную предельную растворимость углерода: минимальную – 0,8 % при температуре 727oС (точка S), максимальную – 2,14 % при температуре 1147oС (точка Е).
При растворении в аустените других элементов могут изменяться свойства и температурные границы существования.
4. Цементит – характеристика дана выше.
В железоуглеродистых сплавах присутствуют фазы: цементит первичный (ЦI), цементит вторичный (ЦII), цементит третичный (ЦIII). Химические и физические свойства этих фаз одинаковы. Влияние на механические свойства сплавов оказывает различие в размерах, количестве и расположении этих выделений. Цементит первичный выделяется из жидкой фазы в виде крупных пластинчатых кристаллов. Цементит вторичный выделяется из аустенита и располагается в виде сетки вокруг зерен аустенита (при охлаждении – вокруг зерен перлита). Цементит третичный выделяется из феррита и в виде мелких включений располагается у границ ферритных зерен.
государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Диэлектрическая проницаемость диэлектриков
Любой диэлектрик, с нанесёнными на него электродами, можно рассматривать, как конденсатор определённой ёмкости (U–приложенное напряжение, Р–полимеризация, Е–внешняя напряжённость).
Токи в диэлектриках
В момент включения и выключения постоянного электрического поля через диэлектрик электрического конденсатора протекает обусловленный быстрым
Виды диэлектрических потерь
Существует четыре основных вида диэлектрических потерь.
Потери, обусловленные поляризацией. Наблюдаются в веществах с релаксационной поляризацией (диэлектрики с дипольной
Пробой газообразных диэлектриков
Газообразные диэлектрики обладают высокими электроизоляционными свойствами только при низких напряжениях. При высоком напряжении начинается
Пробой жидкого диэлектрика
Пробивное напряжение жидкости или электрическая прочность зависит от чистоты жидкости, наличия посторонних примесей и газовых включений. В ж
Механические свойства
При эксплуатации электротехнического оборудования электроизоляционные материалы и диэлектрики подвергаются воздействию различных факторов, вредно сказывающихся на свойствах изоляции. Твердые диэлек
Тепловые свойства диэлектриков
Температура - это понятие, введенное для характеристики энергии, которой обладают молекулы вещества. С другой стороны, это физическая характеристика, которая соответствует равновес
Влажностные свойства диэлектриков
Все изолирующие материалы поглощают влагу. Наличие пор, сообщающихся с атмосферой, приводит к снижению влагостойкости материала, плотная его структура затрудняет проникновение воды и повышает влаго
Радиационные свойства
Способность материала сохранять свои эксплуатационные характеристики под действием ионизирующих излучений называется радиационной стойкостью.Ионизирующие излучения вызывают в диэле
Трансформаторное масло
Трансформаторные масла применяют для заливки силовых и измерительных трансформаторов, реакторного оборудования, а также масляных выключателей. В последних аппаратах масла выполняют функции дугогася
Гетероцепные термопластичные смолы.
Полиамиды. Продукты поликонденсации, образованные повторяющимися группами – СН2 – и пептидными группами – СО – NН – . Имеют высокую механическую прочность
Полярные термопласты
Полярные термопласты имеют повышенные значения диэлектрической проницаемости и высокие диэлектрические потери, которые существенно зависят от температуры и частоты напряжения. Знач
Текстильные материалы
Текстильные материалы получают методом специальной обработки длинноволокнистого сырья. Ткани отличаются от бумаг упорядоченным строением (переплетением) нитей. Текстильные материалы имеют бо
Кристаллизация металлов
Процесс образования в металлах кристаллической решетки называется кристаллизацией. Для изучения процесса кристаллизации строят кривые охлажд
Точеные дефекты
Одним из распространенных несовершенств кристаллического строения является наличие точечных дефектов: вакансий, дислоцированных атомов и примесей. (рис. 2.1.)
Кристаллизация сплавов.
Кристаллизация сплавов подчиняется тем же закономерностям, что и кристаллизация чистых металлов. Необходимым условием является стремление системы в состояние с минимумом свободной энергии.
Диаграмма состояния.
Диаграмма состояния представляет собой графическое изображение состояния любого сплава изучаемой системы в зависимости от концентрации и температуры (рис. 4.5)
.
Структуры железоуглеродистых сплавов
Железоуглеродистые сплавы – стали и чугуны – важнейшие металлические сплавы современной техники. Производство чугуна и стали по объему превосходит производство всех других металлов вместе взятых бо
Структуры железоуглеродистых сплавов
Все сплавы системы железо – цементит по структурному признаку делят на две большие группы: стали и чугуны.
Особую группу составляют сплавы с содержанием углерода менее 0,02% (точка Р), их
Титан и его сплавы
Титан серебристо-белый легкий металл с плотностью 4,5 г/см3. Температура плавления титана зависит от степени чистоты и находится в пределах 1660…1680oС.
Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой.
К таким сплавам относятся дюралюмины ( сложные сплавы систем алюминий – медь –магний или алюминий – медь – магний – цинк). Они имеют пониженную коррозионную стойкость, для повышения которой вводитс
Латуни.
Латуни могут иметь в своем составе до 45 % цинка. Повышение содержания цинка до 45 % приводит к увеличению предела прочности до 450 МПа. Максимальная пластичность имеет место при содержании цинка о
Дефекты обработки металлов
Коррозия– окисление металла при взаимодействии поверхности стальных деталей с печными газами.
Обезуглероживание– выгорание углерода с поверхности детали,
Сверхпроводники
При температурах, близких к абсолютному нулю, изменяется характер взаимодействия электронов между собой в кристаллической решётке, при этом становится возможным притяжение между одноимённо заряженн
Контактные материалы
Электрическим контактом называют поверхность соприкосновения токоведущих частей электротехнических устройств, а также конструктивные приспособления, обеспечивающие такой контакт. П
Тугоплавкие металлы
Вольфрам— чрезвычайно тяжелый твердый металл серого цвета. Из всех металлов он обладает наиболее высокой температурой плавления. Вольфрам получают из руд различного состава. При ме
Благородные металлы
Золото- жёлтый металл высокой пластичности, весьма устойчивый к коррозии. Значение sр = 150 МПа, а Dl/l =40%. Используется для покрытия контактов в электро
Низкочастотные магнитомягкие материалы
Магнитомягкие материалы должны обладать большой индукцией насыщения, т.е. пропускать максимальный магнитный поток через заданную площадь поперечного сечения магнитопровода. Выполнение этого требова
Магнитные материалы различного назначения.
Магнитотвёрдые материалы. Металлокерамические и металлопластические магниты. Магнитотвердые ферриты. Сплавы на основе редкоземельных материалов.
К магнитотвер
Высокочастотные магнитомягкие материалы
Под высокочастотными магнитомягкими материалами понимают вещества, которые должны выполнять функции магнетиков при частотах свыше нескольких сотен или тысяч герц. По частотному диапазону применения
Магнитные материалы специализированного.
Магнитные пленки. Термомагнитные материалы. Ферриты для СВЧ. Магнитострикционные материалы.
Сплавы, отличающиеся незначительным изменением магнитной проницаемости п
I. КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
Разрабатываются теоретические основы создания новых типов сталей, сочетающих высокую прочность со специальными физико-химическими свойствами. Создаются экономичные, с высокими техно
VI. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
Разрабатываются теоретические основы создания новых композиционных материалов (КМ), в следующих направлениях:
- совместимость компонентов КМ: термодинамика и химия контактн
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
5o С.
с объемно-центрированной кубической решеткой. В интервале температур 911…1392o С устойчивым является 
с гранецентрированной кубической решеткой. Выше 1392o С железо имеет объемно-центрированную кубическую решетку и называется 
или высокотемпературное 
обозначают точкой 
, а температуру 1392o С превращения 
, предел текучести –
) и высокими характеристиками пластичности (относительное удлинение – 
, а относительное сужение – 
). Свойства могут изменяться в некоторых пределах в зависимости от величины зерна.
-железо.
) (
) и пластичен (относительное удлинение –
), магнитен до 768o С.
-железо.
), парамагнитен.
Новости и инфо для студентов