Читайте также:
|
|
Лабораторная работа №2
по дисциплине Материаловедение,
Технология конструкционных материалов
«Микроскопическое исследование структуры углеродистых сталей»
Направление подготовки 240100 «Металлургия»
Кафедра печных технологий и переработки энергоносителей
(ПТиПЭ)
Выполнил: студент гр. ТХ-11-2 ______________ /Урунов Т.Ш./
Проверил: ассистент ______________ /Теляков А.Н./
Санкт-Петербург
ЛАБОРОТОРНАЯ РАБОТА №2
МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ
УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Изучить микроструктуру углеродистых сталей в равновесном состоянии. Научиться определять массовую долю углерода в стали и марку стали по ее микроструктуре. Освоить маркировку углеродистых сталей.
ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ:
Металлографический микроскоп, набор микрошлифов углеродистых сталей в равновесном состоянии с различной массовой долей углерода.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:
Компоненты и фазы в углеродистых сталях в равновесном состоянии. К углеродистым сталям относятся сплавы железа с углеродом с массовой долей углерода от 0,02 до 2,14 %.
Основными компонентами углеродистых сталей являются железо и углерод.
Железо является полиморфным металлом, имеющим разные кристаллические решетки в различных температурных интервалах. При температурах ниже 910 °С, железо существует в α -модификации, кристаллическое строение которой представляет собой объемно-
центрированную кубическую решетку. Эта аллотропическая модификация железа называется α -железом. В интервале температур от 910 °С до 1392 °С существует γ -железо с гранецентрированной кубической решеткой.
Углерод является неметаллическим элементом, обладающим полиморфизмом. В природе встречается в виде графита и алмаза. В углеродистых сталях эти компоненты взаимодействуют, образуя, и зависимости от их количественного соотношения и температуры, разные фазы, представляющие собой однородные части сплава. Это
взаимодействие заключается том, что углерод может растворяться как в жидком (расплавленном) железе, так и в различных его модификациях в твердом состоянии. Кроме того, он может образовывать с железом химическое соединение. Таким образом, в углеродистых сталях различают следующие фазы: жидкий сплав (Ж), твердые растворы -
феррит (Ф) и аустенит (А) и химическое соединение цементит (Ц).
Рис. 1. Фрагмент диаграммы состояния “железо-цементит”:
а) фазовая; б) структурная.
Феррит- твердый раствор внедрения углерода в α -железе. Имеетобъемно-центрированную кубическую решетку и содержит при нор-мальной температуре менее 0,006 % углерода. У феррита низкие твердость и прочность, высокие пластичность и ударная вязкость.
Аустенит- твердый раствор внедрения углерода в γ -железе, принормальной температуре в углеродистых сталях в равновесном состоянии не существует.
Цементит- химическое соединение железа с углеродом, карбид железа Fе3C. Он обладает сложной кристаллической решеткой, содержит 6,67 % углерода. Для цементита характерна высокая твердостьи очень низкая пластичность.
Согласно фазовой диаграмме "железо - цементит" (рис. 1а) углеродистые стали при нормальной температуре состоят из двух фаз: феррита и цементита. Одному проценту углерода соответствует 15 процентов цементита. Исходя из этого массовая доля цементитной фазы находится умножением массовой доли углерода, содержащегося в
стали, на 15. Поскольку в феррите содержится очень малая доля процента углерода, то практически весь углерод, имеющийся в стали, входит в состав цементита. Поэтому увеличение массовой доли углерода в стали ведет к увеличению массовой доли цементитной фазы, что приводит к повышению твердости и прочности, понижению пла-
стичности и ударной вязкости. Фазы в углеродистых сталях определенным образом располагаются в их объемах, образуя в зависимости от массовой доли углерода, ту
или иную структуру. Равновесные структуры углеродистых сталей указываются на структурной диаграмме "железо - цементит" (рис. 1б)
Дата добавления: 2015-07-07; просмотров: 137 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ | | | Влияние массовой доли углерода на структуру и механические свойства стали. |