Анализ диаграммы состояния "Железо-цеменит" - Производство и технологии лабораторная работа

Главная

Производство и технологии
Анализ диаграммы состояния "Железо-цеменит"

Общие понятия анализа диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов, исследование свойства фаз и структурных составляющих. Технология построения кривых охлаждения и нагрева сплавов, определение составов фаз и расчет их количественного соотношения.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г. В. Плеханова
Тема: Анализ диаграммы состояния "Железо-цеменит"
Цель работы: научиться проводить анализ диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов, изучить свойства фаз и структурных составляющих, научиться строить кривые охлаждения и нагрева сплавов, определять составы фаз и их количественное соотношение.
Аналитический обзор (фазы структурных составляющих и превращения в системе железо-цементит)
Диаграмма состояния. Общие понятия.
При изменении концентрации компонентов в металле двух и более компонентов системы, а так же в процессе их охлаждения или нагрева, в составляющих происходят фазовые и структурные изменения, которые отражают с помощью диаграммы состояния.
В двух компонентных системах по вертикали to, а по горизонтали - концентрация С(%) (рис. 1).
Каждая точка на оси абсцисс соответствует содержанию 1 и 2 компонентов в сплаве, с учётом того, что общее содержание их в каждой точке = 100%.
Крайние ординаты на диаграмме соответствуют чистым компонентам, а ординаты между ними - двойному сплаву.
Диаграмма состояния «железо - цементит».
На диаграмме состояния железо-цементит Fe - Fe3С (рис.2) приведен фазовый состав и структура сплавов с концентрацией углерода от чистого Fe (0% С) до цементита Fe3C (6,67% С). В интервале концентраций 0ч2,14% С находятся стали; 2,14ч6,67 % С - чугуны. Диаграмма на рис. 1б приведена в упрощенном варианте, а именно, исключена перитектическая реакция, обусловленная высокотемпературной модификацией Fe б(в). Линии диаграммы фиксируют начало и конец того или иного превращения. Каждая область включает одну или две фазы, которые образуют структурные составляющие. Любая точка диаграммы показывает химический состав, температуру, фазовый состав и структуру сплава.
В системе железо - цементит присутствуют фазы: жидкая и твердая (феррит, аустенит и цементит). Феррит (Ф) - твердый раствор внедрения углерода в Fеа с предельной растворимостью 0,02% С (точка Р). Феррит мягкий, пластичный с недостаточно прочной структурой и со свойствами: ув=250 МПа; у0,2=120 МПа; д=50%; ш=80%; НВ 800ч900 МПа. Аустенит (А) - твердый раствор внедрения углерода в Fег; занимает область АЕSG; имеет предельную растворимость углерода 2,14% (точка Е). Аустенит немагнитен; обладает высокой пластичностью и низкой прочностью. Цементит (Ц) - это химическое соединение Fе3С - карбид железа. В цементите содержится 6,67% С, ему отвечает ордината DFKL. Цементит обладает очень низкой пластичностью и высокой твердостью до НV 1000.
Области жидкой фазы, феррита и аустенита однофазные, остальные - двухфазные. Структурное состояние сплавов может быть более сложным, чем фазовое. Так, в стали с содержанием углерода 0,8% (точка S) при температуре 727°С образуется эвтектоидная смесь феррита (Ф) и цементита (Ц), названная перлитом (П). Соответственно, сталь с содержанием углерода 0,8% является эвтектоидной и имеет структуру перлита (П); стали с содержанием С < 0,8% - доэвтектоидные со структурой перлита (П) и феррита (Ф); стали с содержанием углерода от 0,8% до 2,14% - заэвтектоидные со структурой П + Ц.
Чугун с содержанием углерода 4,3% (точка С) кристаллизуется при 1147°С с образованием эвтектической смеси ледебурит (Л). Ледебурит в интервале температур 1147ч727°С состоит из А + Ц(Л = А + Ц); при 727°С аустенит превращается в перлит (П); ниже 727°С ледебурит - это смесь П + Ц (Л = П + Ц). Превращение аустенита (727°С) в перлит (П) названо эвтектоидной реакцией. Чугун с содержанием С == 4,3% является эвтектическим, имеет структуру ледебурита (Л); с содержанием углерода от 2,14% до 4,3% - доэвтектическим, имеет в интервале температур 1147ч727°С структуру (А + Ц + Л), ниже 727°С (П + Ц + Л); с содержанием углерода от 4,3% до 6,67% - заэвтектическим, имеет структуру Л + Ц ( П+Ц ).
Превращения в сталях. Рассмотрим превращения, которые происходят при охлаждении стали состава I из жидкого состояния в твердое. Проводим на диаграмме (рис. 1б) вертикаль, соответствующую составу I (заэвтектоидная сталь). При пересечении линии ликвидус АСD при температуре t1 начинается первичная кристаллизация - выделяются кристаллы аустенита А; завершается кристаллизация при пересечении линии солидус АЕСF при температуре t2, в результате в интервале температур t1чt2 состояние сплава Ж + А. Таким образом, первичная кристаллизация сталей заканчивается образованием аустенита.
В интервале температур t2чt3 сохраняется структура аустенита, никаких превращений не происходит. В интервале температур t3чt4 вследствие уменьшения растворимости углерода (от 2,14 до 0,8%) в аустените по линии ЕS из аустенита выделяется цементит; структура - аустенит плюс цементит (А + Ц). При 727°С содержание углерода в аустените снижается до 0,8% (точки S на диаграмме) и в интервале времени t4чt41 происходит эвтектоидная реакция: А превращается в П (на кривой охлаждения рис. 1а -горизонталь). Ниже 727°С структура П + Ц остается без изменений. железоуглеродистый сплав нагрев охлаждение
Для эвтектоидной стали (С = 0,8%) при температуре до 727°С сохраняется структура аустенита, а при температуре 727°С происходит эвтектоидная реакция - аустенит превращается в перлит; ниже 727°С структура П остается без изменений.
Для доэвтектоидных сталей (С < 0,8%) в интервале между линиями СS - РS происходит изменение кристаллической решетки железа Fег в Fеб: аустенит превращается в феррит (А>Ф). Содержание углерода в аустените и феррите повышается.
Процессы, происходящие при охлаждении (>) и нагреве (<) обратимы (<>). При нагреве стали состава I структура сплава до температуры 727°С представляет собой ( П + Ц), при 727 °С (А<П) и структура в интервале температур t4чt3 ( А + Ц) ; при повышении температуры от t4 до t3 цементит распадается, а образовавшийся углерод растворяется в аустените; при температуре t3 содержание углерода в аустените соответствует составу сплава I; в интервале температур t3чt2 изменений не происходит; в интервале температур t2чt1 происходит плавление (Ж <А) и выше температуры t1 сохраняется жидкое агрегатное состояние.
Превращения в чугунах. Рассмотрим превращения, которые происходят при охлаждении чугуна состава II из жидкого состояния. На диаграмме (рис.1б) проводим вертикаль, соответствующую составу II. Кристаллизация начинается при температуре t7 с выделения аустенита, в интервале t7чt9 состав выделяющегося аустенита изменяется по линии солидус АЕ до состава АЕ , а состав остающейся жидкости - по линии ликвидус АС до состава Жc. При температуре 1147°С в интервале времени ф9 - ф91 происходит эвтектическая реакция, при которой жидкость превращается в ледебурит (АЕ+Ц=Л). На кривой рис.1в этому процессу соответствует горизонталь (процесс протекает при постоянной температуре). В интервале температур t9чt11 растворимость углерода в аустените уменьшается по линии ЕS от 2,14 до 0,8%С и из аустенита выделяется, в том числе и входящий в ледебурит, цементит.
Структура доэвтектического сплава в интервале температур t7чt9 (А+Ц+Л). При температуре 727°С в период времени ф11 - ф111 аустенит (А) по эвтектоидной реакции превращается в перлит (П), (на рис.1в этому процессу соответствует горизонталь) и структура сплава ниже температуры 727°С (линии РSК) - ( Ц+П+Л).
Для эвтектического чугуна (4,3%С) кристаллизация происходит при постоянной температуре 1147°С по эвтектической реакции и завершается образованием ледебурита (Л).
Кристаллизация заэвтектических чугунов начинается на линии ликвидус СD с выделения цементита Ц и завершается при 1147°С эвтектической реакцией - образованием ледебурита (Л); структура сплава после кристаллизации - (Ц+Л). При нагреве происходят обратные (<) процессы.
Рис 2. Диаграмма состояния железо-цементит
Определение фазового состава, состава фаз и количественного соотношения фаз для двух заданных точек диаграммы. Построить термограммы охлаждения для заданных сплавов.
Состав фаз: A: С = 1,2 % Fe = 98,8 %
Состав фаз: A: С = 1,5 % Fe = 98,5 %
Вывод: в данной работе мы изучили диаграмму состояния «железо-цементит». Научились определять фазовый состав, состав фаз и количественное соотношение фаз для заданных точек диаграммы.
Правило фаз (закон Гиббса) в термодинамике, его применение для построения кривых охлаждения железоуглеродистых сплавов и анализа превращений. Определение структурных составляющих углеродистых сталей в равновесном состоянии (после полного отжига). реферат [2,2 M], добавлен 28.06.2012
Понятие о железоуглеродистых сплавах. Структурные составляющие ферри, цементита, аустенита, ледебури. Содержание углерода в перлите. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Система железо-цементит, графит. Линия солидуса кристаллизация сплавов. презентация [1,3 M], добавлен 14.11.2016
Свойства и атомно-кристаллическое строение металлов. Энергетические условия процесса кристаллизации. Строение металлического слитка. Изучение связи между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния. Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов. курсовая работа [871,7 K], добавлен 03.07.2015
Кристаллизация и твердофазные превращения в белых чугунах, их характеристика, структура и свойства, эвтектические превращения, содержание цементита. Виды диаграмм состояния железо-углеродистых сплавов. Понятия чистое техническое железо, сталь и чугун. контрольная работа [1,2 M], добавлен 17.08.2009
Диаграммы состояния и кристаллизация металлических сплавов с неограниченной растворимостью в твердом состоянии. Методы построения диаграмм состояния. Правило фаз Гиббса. Кристаллизация сплавов и твердых растворов. Правило концентраций и отрезков. контрольная работа [122,1 K], добавлен 12.08.2009
Составление диаграммы состояния железо-цементит с указанием структурных составляющих во всех ее областях. Построение кривой охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,5 % углерода. Определение температуры полного и неполного отжига. контрольная работа [3,7 M], добавлен 03.12.2010
Микроструктура и углеродистых сталей в отожженном состоянии, зависимость между их строением и механическими свойствами. Изучение диаграммы состояния железо - углерод. Кривая охлаждения сплавов. Структура белого, серого, высокопрочного и ковкого чугуна. презентация [1,5 M], добавлен 21.12.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Анализ диаграммы состояния "Железо-цеменит" лабораторная работа. Производство и технологии.
Должностные Лица Местного Самоуправления Реферат
Скачать Контрольную Работу По Математике 4 Класс
Реферат по теме Выработка и принятие управленческих решений
Курсовая Работа На Тему Социальное Государство: Понятие И Проблемы Становления
Реферат: Физическая основа и виды тепловых двигателей
Реферат по теме Украина в 1920-1939 годах
Интересный Школьный Проект Сочинение
Настоящее Искусство Сочинение Аргументы Из Литературы
Курсовая работа по теме Цена и ценовая политика
Растительный Мир Земли 3 Класс Контрольная Работа
Реферат: Отшельник обыкновенный
Курсовая работа: Современная cистема бюджетного финансирования
Курсовая работа по теме Проектирование рабочего места
Реферат: Бизнес-планирование в коммерческом банке
Требования К Контрольной Работе В Вузе
Реферат: Происхождение солнечной системы (гипотеза О. Ю. Шмидта)
Понятие Преступления Диссертации
Реферат: Безопасность сетей на базе TCP/IP. Скачать бесплатно и без регистрации
Отчет По Практике Сайт
Сочинение На Тему Раннее
Роль лидера в организации - Менеджмент и трудовые отношения контрольная работа
Основы местного самоуправления в ведущих европейских странах - Государство и право курсовая работа
Открытия и жизнь Васко да Гама - География и экономическая география реферат