Превращения аустенита в сплавах Fe-C.

2.1 Опишите механизм перлитного превращения в углеродистых сталях.

Механизм – способ перемещения атомов при формировании структуры. При температурах ниже 723С происходит эвтектоидное превращение с образованием колоний перлита. Зарождение происходит на границах зерен аустенита. Происходит кооперативный рост, т.е. образование одной фазы способствует росту другой вдоль границы раздела.При поперечном росте образуются новые слои феррита и цементита, а дальнейший рост осуществляется в продольном направлении. В местах обозначаемых Х образуются области обедненные углеродом, что является стимулом для зарождения α фазы, потом процесс повторяется. Перераспределение углерода проходит вдоль фронта кристаллизации путем его диффузии в аустените (разделяющая диффузия) от мест обогащения (возле Ф) к местам обеднения (Ц).

2.2 Почему феррит и цементит в перлите имеют пластинчатую форму?

Перлит – продукт эвтектоидного превращения. При эвтектоидном превращении самая выгодная форма (с точки зрения упругой энергии) для образующихся кристаллов – иглы или пластинки. Чем выше симметрия кристаллов, тем больше вероятность образования пластинчатых колоний.

Минимизация граничной энергии внутри перлитной колонии приводит к сопряжению пластин феррита и цементита кристаллографическими плоскостями с близким структурным и размерным соответствием: (101)ц и {112}ф или (001)ц и {125}ф.

2.3 Чем сорбит отличается от троостита?

Межпластинчатым расстоянием (толщиной пластинок феррита или расстоянием между пластинками цементита). Для сорбита Δ=0,3-0,5мкм, для троостита Δ=0,1-0,2мкм.

2.4 Нарисовать график зависимости массовой доли перлита как структурной составляющей от содержания углерода для сплавов Fe-Fe₃C.

Перлит, как структурная составляющая присутствует только в сталях и серых чугунах. Массовая доля перлита в СЧ расчитывается так же как и в сталях, только при поправке на массовую долю свободного графита. В белых чугунах перлит как отдельная СС не присутствует. При 0,025%С m_{перлита}=0, при 0,8 m_{перлита}=1, при 2,06 m_{перлита}=(6,67-2,06)/(6,67-0,8)=0,79.

2.5 В углеродистой стали толщина пластины цементита внутри эвтектоида равна 0,15 мкм. Как называется эвтектоид – перлитом, сорбитом или трооститом?

Толщины пластинок в перлите находятся в постоянном соотношении – около Ф:Ц = 7,3:1. Соответственно толщина пластинок феррита в перлите Δ=7,3*0,15=1,095мкм. Это значение соответствует перлиту.

2.6 Нарисуйте С-образную диаграмму превращений аустенита при охлаждении до- и заэвтектоидной стали.

2.7 Какие процессы протекают в стали при аустенитизации?

В процессе аустенитизации происходит частичное растворение цементита, углерод диффундирует в феррит, так как растворимость углерода в феррите увеличивается с ростом Т. В результате обогащения состав близок к точке Р, происходит полиморфное превращение α->γ. Зародыши аустенита часто возникают на границе Ф-Ц. Диффузия углерода происходит через образовавшийся аустенит, так как на границе с цементитом он обогащен С, а на границе с ферритом обеднен. Цементит растворяется и отдает углерод ближайшему аустениту, который в свою очередь отдает углерод ферриту, что создает условия для дальнейшей перестройки решетки феррита.

Дата добавления: 2015-09-06