ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Фазовые равновесия в системах на основе железа из "Материаловедение Технология конструкционных материалов Изд2 " Железо - один из самых распространенных элементов в природе, его содержание в земной коре составляет 4,65 % по массе. Железо - блестящий серебристо-белый пластичный металл. При обычном давлении существуют три кристаллических полиморфных модификации Fe. До температуры- 910 °С (по другим данным -917 °С) существует a-Fe с ОЦК-решеткой (см. рис. 1.4, б) (а = = 0,286645 нм N = 2). Фаза a-Fe ферромагнитная, но с ростом температуры, при 768 °С (точка Кюри, фазовый переход 2-го рода), превращается в парамагнитную ( 3-Fe) без изменения сингонии и других свойств, кроме магнитных. В интервале 910+1392 °С (по другим данным - до 1390, 1394 °С) существует у- е с ГЦК-решеткой (см. рис. 1.4, в) (а - 0,3656 нм N = 4). Выше 1392 °С существует б-Fe с ОЦК-решеткой (при 1425 °С а = 0,293 нм N - 2). Так как б-Fe и a-Fe имеют ОЦК-решетку и близкий параметр элементарной ячейки, то часто вместо б применяют а-обозначение. Однако идентичность этих фаз не доказана. [c.86] Температура плавления железа 1535 °С (1808 К) температура кипения 2750 °С (3023 К). В табл. 1.5 приведены теплоты фазовых превращений железа. [c.86] И углерода. Однако цементит достаточно устойчив, и его распад на феррит и углерод в обычных условиях практически не реализуется. [c.87] Если характерная точка фиксируется при нагреве, к ней добавляется индекс с, а при охлаждении - г. [c.87] Первичный цементит выделяется из жидкого раствора, вторичный - из аустенита, третичный - из феррита. [c.87] Сплавы, содержащие углерода менее 0,02 % (точка Р на рис. 1.51), называются техническим железом. Выделяющийся из феррита третичный цементит (при С 0,006 %) резко снижает пластичность феррита. [c.87] Стали и чугуны различаются в первую очередь содержанием углерода. Сплавы с концентрацией С 2,14 мае. % (2,14 мае. % соответствует точке Е - максимальной растворимости углерода в железе (рис. 1.51)) называются сталями, а сплавы с концентрацией С 2,14 мае. % - чугунами. В результате различного содержания углерода в сплаве образуются разные структуры, что определяет различие в механических и физико-химических свойствах сплавов, а следовательно, и в их применении. Так, стали после затвердевания не содержат хрупкой составляющей - ледебурита, а следовательно, они более пластичные й ковкие. В то же время чугуны по сравнению со сталью обладают значительно Лучшими литейными характеристиками, так как их температуры плавления существенно ниже. [c.87] Часть первая. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ... [c.88] Чугуны ПО структурным свойствам подразделяют на доэвтек-тические и заэвтектические относительно эвтектического состава 4,3 % С. Доэвтектические чугуны имеют перлитно-ледебуритную структуру, а заэвтектические - цементитно-ледебуритную. [c.89] Процесс образования в стали или чугуне графита (стабильной фазы) называется графитизацией. [c.89] Графитизация может происходить в чугуне в результате непосредственного выделения графита из жидкого или твердого раствора или при распаде ранее образовавшегося цементита. Из жидкого раствора при кристаллизации графит образуется лишь при очень малых скоростях охлаждения и малой степени переохлаждения жидкой фазы (эвтектическая температура стабильного равновесия жидкость жидкость + графит составляет 1153 °С). Наличие в жидком чугуне неметаллических включений (графит, 02, А Оз и др.) облегчает образование и рост графитных зародышей. Легирование чугуна кремнием также способствует процессу графитизации. В результате основная масса графитных включении в чугунах образуется при кристаллизации. Графит, возникающий при распаде аустенита, не образует самостоятельных выделений, а наслаивается на имеющиеся графитные включения, увеличивая их размеры. [c.89] Эвтектоидная температура стабильного равновесия аустенит феррит + графит равна 738 °С. При длительной выдержке чугуна выше этой температуры может происходить графитизация, соответствующая распаду цементита на графит и аустенит, а в результате длительной выдержки ниже 738 °С - на графит и феррит. [c.89] Графитизация приводит к снижению механических свойств чугуна. [c.89] При легировании металлических сплавов легирующие добавки обычно вводят в расплавленный металл. [c.89] Легирование - специальное введение в состав сплавов дополнительных химических элементов, называемых легирующими, с целью изменения строения сплавов и придания им определенных физических, химических или механических свойств. [c.89] Часть первая. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ... [c.90] расширяет температурный интервал существования у-фазы. Причем Си, N и С, в отличие от Ni и Мп, с ростом концентрации от определенного значения начинают сужать температурную область существования у-фазы. [c.90] Влияние легирующих элементов на полиморфизм железа схематично показано на рис. 1.52. [c.90] Легирующие элементы второй группы уменьшают область существования у-фазы. При определенных концентрациях а-фаза стабильна При комнатной температуре - такие сплавы называют ферритньши, а когда происходит частичное превращение (фазовое равновесие) - полуферритными. Часто применяется многокомпонентное легирование стали. Общее влияние примесей достаточно сложно. Можно отметить, что углерод обычно расширяет температурную и концентрационную области существования у-фазы легированных сталей. [c.92] Вернуться к основной статье