6 7
900
100
200
300
400
500
600
700
800
1000
110
0
1200
1300
1400
1500
t, qС
1539
1392
911
768
L
D
J
D
Магнитно Немагнитно
Время, с
Рис. 1.1. Кривая охлаждения железа
щения -железа в -железо. Ее обозначают Ас
3
(при нагреве) и Аr
3
(при охлаждении).
Критическая точка 768 °С – температура магнитного превращения,
не связанного с перестройкой кристаллической решетки. Данную точку
называют точкой Кюри и обозначают А
2
. Выше температуры 768 °С
-железо немагнитно, а ниже 768 °С – магнитно.
Углерод – типичный неметалл. Он может существовать в виде ал-
маза и графита. В сплавах с железом свободный (элементарный) углерод
существует только в виде графита. Графит имеет слоистую структуру –
гексагональную пространственную решетку с отношением с/a около 2,5.
При сплавлении железа с углеродом возникают различные фазы.
Жидкий
раствор углерода в железе (Ж). В жидком состоянии угле-
род и железо неограниченно растворимы друг в друге, в растворе углерод
статистически равномерно распределен между атомами железа, но вблизи
атомов углерода образуются октаэдрические комплексы – атом углерода
окружен шестью атомами железа, образующими октаэдр (это играет ре-
шающую роль в процессе кристаллизации, о чем
будет сказано ниже).
Обе модификации железа (
-железо и -железо) способны раство-
рять углерод, образуя твердые растворы внедрения.
Феррит (Ф) – твердый раствор внедрения углерода в
-железе. Ра-
створимость углерода в
-железе при нормальной температуре состав-
ляет 0,006 %. Максимальная растворимость углерода в
-железе дости-
гается при температуре 727 °С и составляет 0,025 %. Феррит является
самой мягкой структурной составляющей железоуглеродистых сплавов.
Твердость феррита 80...100 НВ.
Аустенит
-железе.
Максимальная растворимость углерода в
-железе при температуре
1147 °С составляет 2,14 %. При понижении температуры растворимость
углерода в
-железе уменьшается и при температуре 727 °С составляет
0,8 %. Максимальная растворимость углерода в
-железе принята за гра-
ницу между сталью и чугуном. Сплавы с содержанием углерода менее
2,14 % называются сталями, а с бóльшим – чугунами.
Аустенит обладает высокой пластичностью (
= 40...50 %), низки-
ми пределами текучести и прочности. Твердость его составляет 180...200
HB.
Цементит (Ц) – химическое соединение железа с углеродом (кар-
бид железа Fe
3
C), содержит 6,67 % С. Цементит имеет сложную ромби-
ческую решетку с плотной упаковкой атомов. Он характеризуется высо-
кой твердостью (более 800 HB). Температура плавления цементита точ-
но не установлена и принимается равной 1250 °С.
При сплавлении железа с углеродом возникают следующие струк-
турные составляющие.
Перлит (П) – механическая смесь (эвтектоид) пластинок феррита
и цементита, содержащая 0,8 % углерода. Он
образуется при температу-
ре 727 °С в результате распада аустенита в процессе его охлаждения.
Перлит может быть пластинчатым и зернистым, что определяет его ме-
ханические свойства. Твердость перлита 160...200 HB.
Ледебурит (Л) – механическая смесь (эвтектика) пластинок аусте-
нита и цементита. Образуется в результате кристаллизации жидкого рас-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- …
- следующая ›
- последняя »
