Альфа-железо

Высокий отпуск осуществляется при 500—650 °С. Он практически полностью устраняет искажения кристаллической решетки альфа-железа и снимает закалочные напряжения. Плотность дислокаций сводится к минимуму. [c.37]

Известно, что физические параметры железа армко могут изменяться скачкообразно при температурах, близких к точке Кюри ( 785° С), где происходит потеря магнитных свойств железа, а также при температурах, близких к температуре превращения альфа-железа в гамма-железо. [c.111]

Наиболее простой кристаллической решеткой у металлов является кубическая, имеющая две разновидности кубическую объемно-центрированную (ОЦК) и кубическую гранецентрированную (ГЦК) (рис, 1.1, а, б). У обоих типов этих решеток основу ячеек составляют восемь атомов, образующих куб и находящихся в его вершинах. Остальные атомы находятся или в центре объема куба (один атом на пересечении диагоналей в решетке ОЦК), или в центре каждой из его граней (шесть атомов в решетке ГЦК). Кристаллические решетки ОЦК имеют альфа-железо, хром, ванадий, вольфрам, молибден, бета-титан и другие металлы. Решетку ГЦК имеют гамма-железо, алюминий, медь, никель, свинец и некоторые другие металлы. [c.7]

Понятие об ортогональной анизотропии. Симметрия анизотропной среды определяется ее структурой. Наиболее часто в технике встречаются материалы, которым с достаточной степенью точности можно приписать наличие трех взаимно перпендикулярных плоскостей симметрии. Такие материалы называются ортотропными или ортогонально анизотропными. Линии пересечения плоскостей симметрии являются осями симметрии второго порядка поворот фигуры на половину окружности вокруг такой оси приводит к полному совмещению всех ее точек (см. рис. 1.1). Пространственная фигура (поверхность анизотропии), изображающая характеристику какого-либо свойства ортотропного материала, обладает меньшей симметрией, чем фигуры для материала с кубической симметрией. Оси симметрии материала с кубической симметрией имеют четвертый порядок. Поворот фигуры на четверть окружности приводит в этом случае к совмещению всех ее точек. На рис. 1.2 изображены для примера поверхности анизотропии модулей Е и О кристалла с кубической симметрией (монокристалла альфа-железа). Фигуры отсекают на трех осях симметрии одинаковые отрезки. Для ортотропного материала эти отрезки имеют различную величину, поскольку оси симметрии ортотропного материала имеют не четвертый, а второй порядок (см. рис. 1.1). Если величины отрезков, отсекаемые на одной и той же оси по обе стороны от центра фигуры, одинаковы, то говорят, что фигура имеет центр симметрии. Оси сим- [c.10]

Частные случаи кубической симметрии и изотропии материала. Для кристаллов кубической системы, к которой относятся монокристаллы чистых металлов алюминия, никеля, меди, альфа-железа, независимыми являются три характеристики упругих свойств. Для такого случая в табл. 2.3 нужно принять [c.51]

В состав граничного слоя при резании армко-железа инструментом из твердого сплава ВК8 входят компоненты инструментального материала — кобальт и карбиды вольфрама перлит — твердый раствор углерода (компонента инструментального материала) в альфа-железе, т. е. в обрабатываемом материале цементит — продукт химического взаимодействия железа с углеродом окислы железа — продукт взаимодействия обрабатываемого материала главным образом с естественной воздушной средой. Состав граничного слоя при резании конструкционных сталей и чугуна в принципе аналогичен, но здесь содержится не феррит, а перлит и мартенсит, а также возрастает содержание карбидов и интерметаллидов. [c.27]

I железа с такой кристаллической решеткой — а-железо (альфа-железо) или ферритом. [c.13]

Альфа-железо 54 48 Цинк..... 72 40 [c.168]

В металлах встречаются три вида элементарных кристаллических ячеек (рис. 1.1, г) центрированный куб, гранецентрированный куб и плотно упакованная гексагональная ячейка. Способность металлов при изменении температуры изменять тип кристаллической решетки называется температурной аллотропией. Железо имеет две основные аллотропические формы в температурных интервалах 0—910 и 1392—1539° С — альфа-железо (центрированный куб), в интервале 910—1392° С — гамма-железо (гранецентрированный куб). Техническое железо, сталь и чугун, являющиеся сплавами на основе железа, всегда содержат углерод. В техническом железе содержится до 0,02% С, в стали — 0,02—2,14% С, в чугунах — 2,14—6,67% С. [c.6]

Температуры, при которых происходят структурные превращения металлов или их сплавов, называются критическими температурами (точки Чернова). Чистое железо имеет четыре критические температуры (точки). При нормальной температуре оно имеет строение альфа-железа (а-Ре) с кристаллической решеткой в виде объемно-центрированного куба (фиг. 81, а). При нагреве до температуры 768° С альфа-железо превращается в бета-железо [c.147]

Р-Ге), имеющее ту же кристаллическую решетку, что и (а-Ге), но не обладающее магнитными свойствами. Бета-железо сохраняется в пределах температур от 768 до 910° С. При нагреве железа свыше температуры 910° оно превращается в гамма-железо ( -Ре). При этой температуре снова происходит изменение строения кристаллической решетки, которая превращается в куб с центрированными гранями (фиг. 81, б). Гамма-железо так же, как и бета-железо, немагнитно. При нагреве железа до температуры 1390° С гамма-железо ( -Ге) переходит в дельта-железо (б-Ре), строение которого такое же, как и у альфа-железа (объемно-центрированный куб [25], [28], 1311. [c.147]

При размещении углерода в пространственной решетке железа среди атомов углерод образует с железом твердый раствор. Твердый раствор углерода в альфа-железе называется ферритом, он мягок и пластичен, хорошо проводит тепло. [c.148]

Образовавшиеся в процессе кристаллизации кристаллы твердого раствора имеют столбчатую форму. и неоднородный химический состав. При дальнейшем понижении температуры в связи с аллотропическим превращением железа кристаллы распадаются, образуя механическую смесь почти чистого альфа-железа (феррит) и карбида железа (цементит). Это явление носит название вторичной кристаллизации, или перекристаллизации, стали. Выделяемые в процессе перекристаллизации феррит и цементит образуют при температуре 720° и ниже смесь, называемую перлитом и содержащую 0,83% углерода. Сталь с содержанием углерода менее 0,83% состоит из перлита и избыточного феррита, которого тем больше, чем меньше в стали углерода. Соответственно, сталь с содержанием углерода более 0,83% состоит из перлита и избыточного цементита, количество которого увеличивается при повышении содержания углерода. [c.168]

Фиг. 50. Кристаллические решетки альфа-железа (а), гамма-железа (б) и твердого раствора углерода в гамма-железе (в) — аустенита. Черный шарик — атом углерода.

Все атомы углерода сосредоточены в пластинках цементита. При температуре Л1 атомы углерода из пластинок цементита начинают переходить в пластинки феррита—растворяться в них и вызывать превращение альфа-железа в гамма-железо. Атомы углерода равномерно распределяются по всему объему бывшего зерна перлита, и вместо сложного неоднородного зерна перлита получается однородное зерно аустенита, в котором атомы железа и атомы углерода распределены совершенно равномерно по всему объему зерна (фиг. 69). [c.97]

Наличие заклинившихся атомов углерода в кристаллической решетке мартенсита, где для них нет места (ведь у мартенсита такая же решетка, как и у альфа-железа), приводит к тому, что кристаллическая решетка сильно искажается и поэтому в ней возникают большие напряжения. Проделайте такой опыт расположите шарики любого диаметра так, как это показано на фиг. 73, ограничив их какой-либо рамкой или вложив их в коробку, а потом вгоните между этими шариками еще один такой же шарик. Вы увидите, как исказится порядок расположения шариков, как между ними появятся напряжения и как искривятся стенки коробки. [c.103]

Мартенсит, как мы знаем (см. параграф 24), представляет собой пресыщенный твердый раствор углерода в альфа-железе. Поэтому структура мартенсита крайне напряжена, и сталь со структурой мартенсита стремится из такого напряженного неестественного неравновесного состояния вернуться к естественному ненапряженному равновесно.му состоянию, а таким равновесным состоянием при температурах комнатных и других, меньших точки А], является структура феррито-цементитной смеси. Таким образом, мартенсит всегда при всех температурах стремится распасться на феррито-цементитную смесь. Но при температурах примерно до 200° это ему не удается слишком мала подвижность атомов при таких низких температурах. Но стоит только сталь немного нагреть (углеродистую сталь — до температуры выше 200°), как процесс распада будет происходить интенсивно. Образуется феррито-цементитная смесь. Вначале, при низких температурах (примерно до 450°), эта смесь настолько дисперсного строения, что оно неразличимо под микроскопом. Такая смесь называется, как мы знаем, трооститом (см. параграф 24). С повышением температуры происходит процесс объединения, слияния (коагуляции) отдельных мельчайших зернышек цементита — они укрупняются (см. параграф 24). При температуре свыше 450— 600° зернышки цементита достигают такого размера, что строение феррито-цементитной смеси становится отчетливо видным, правда, при довольно больших увеличениях микроскопа (1000—1500). Такую смесь мы называем сорбитом, как нам хорошо известно и это (см. параграф 24). Наконец, при еще большем повышении температуры— до 600—700° — зернышки цементита настолько укрупняются, что сорбит превращается в зернистый перлит. [c.181]

При достижении температуры А кристаллическая решетка альфа-железа в участках, непосредственно примыкающих к пластинкам цементита, перестраивается в кристаллическую решетку гамма-железа (фиг. 9, б). В следующие моменты происходит постепенное растворение цементита в этих, только что образовавшихся участках гамма-железа (фиг. 9, в). Получаются начальные зерна аустенита, в которых растворяется окружающий их феррит, что приводит к постепенному росту аустенитных зерен. С другой стороны, в этих зернах одновременно происходит растворение пластин цементита (фиг. 9, г). Эти оба процесса протекают до тех пор, пока не произойдет полного растворения феррита и цементита. Судя по экспериментальным данным, растворение феррита опережает растворение цементита. Иными словами, к тому моменту, [c.36]

Допустим, что в каком-либо месте аустенитного зерна образовался участок, в котором концентрация углерода окажется равной 6,7%. Тогда Б этом участке произойдет образование молекул цементита— возникнет зародыш кристалла цементита. Соседние с ним участки аустенитного зерна окажутся в результате этого обедненными углеродом до чистого железа. Поскольку температура ниже 910°, то в этих участках произойдет перестройка кристаллической решетки гамма-железа в решетку альфа-железа — возникнут зародыши кристаллов феррита. Рост каждого из зародышей — цементита и феррита — будет способствовать дальнейшему росту другого рост кристаллика цементита вызовет дальнейшее обеднение прилегающих к нему участков аустенита атомами углерода и тем самым будет способствовать росту кристалликов феррита. Растущие кристаллики феррита будут оттеснять атомы углерода к своим границам и тем самым давать материал для роста кристалликов цементита. Такой процесс, начавшись в одном каком-либо месте, захватывает все больший и больший объем зерна аустенита — происходит образование зерна феррито-цементитной смеси. [c.46]

Что же получается в результате То обстоятельство, что атомы углерода остаются в решетке железа, означает, что получившаяся структура мартенсита представляет собой твердый раствор. А то обстоятельство, что мартенсит имеет альфа-решетку, позволяет сделать вывод, что мартенсит представляет собой твердый раствор углерода в альфа-железе. [c.53]

Природа мартенсита еше сравнительно недавно представлялась совершенно загадочной. Из того очень легко устанавливаемого факта, что закаленная сталь, имеющая структуру мартенсита, магнитна, делался справедливый вывод, что мартенсит имеет решетку альфа-железа. С другой стороны, давно было экспериментально установлено, что удельное электросопротивление мартенсита значительно выше удельного электросопротивления феррито-цементитной смеси любой степени дисперсности. Высокие значения удельного сопротивления характерны для твердых растворов. Напрашивался сам собою вывод, что мартенсит есть твердый раствор углерода в альфа-железе. Но этому выводу противоречил всем хорошо известный факт о том, что альфа-железо почти не способно растворять углерод. Получался клубок противоречий. Для объяснения природы мартенсита было создано много самых разнообразных теорий. В старых книгах по металловедению, изданных в 20-х и даже 30-годах текущего столетия, можно найти изложение этих теорий. [c.53]

Механизм мартенситного превращения можно представить себе так. При резком охлаждении в зернах аустенита возникают большие внутренние напряжения, превышаюш,ие низкий предел текучести аустенита. В результате этого происходит пластическая деформация зерен аустенита некоторые плоскости кристаллической решетки перемещаются относительно друг друга — происходит сдвиг. Кристаллическая решетка оказывается искаженной, частично разрушенной и вместо нее атомы железа образуют другую — более устойчивую при температурах ниже Лд, т. е. решетку альфа-железа. [c.54]

Во-первых, с повышением температуры повышается растворимость всех перечисленных элементов в железе. Это прежде всего относится к углероду. Максимальная растворимость его в альфа-железе составляет всего 0,02% (при температуре 723°), тогда как в гамма-железе при той же температуре может раствориться уже 0,8% углерода, а с повышением температуры растворимость углерода достигает 2% (при температуре И 30°). [c.178]

Растворимость углерода в альфа-железе крайне невелика. Из диаграммы Ре — С видно, что максимальная растворимость углерода в а - железе при температуре 723° составляет всего [c.10]

Производимый при отпуске нагрев вызывает в закаленной стали диффузионные процессы, приводящие к выходу атомов углерода из перенапряженной решетки альфа-железа, образованию сначала (при Т < 300 С) частичек эпсилон-карбида, а 1ЮТ0М (при Т > >300°С) цементита, что и приводит к постепенному устранению искажений решетки, уменьшению плотности дислокаций, снижению до полного исчезновения внутренних напряжений и уменьшению запаса свободной энергии. [c.36]

Влияние азота. На фиг. 41 показано влияние азота на механические свойства металла шва. Азот при концентрации выше предела растворимости (0,0150/о) при нормальной температуре оказывает влияние на условия равновесия системы и действует в том же направлении, что и углерод. Растворимость азота в альфа-железе быстро возрастает с температурой и достигает (по данным Фри) 0,10/о при 430°С 0,20/0 при 500°С и 0,5% при 580°С (фиг.42). По данным Сефериана растворимость азота при 590° С не превышает 0,13% (фиг. 43). При незащищенной сварке концентрация может достигать 0,20%. Углерод и азот при повышении их концентрации на О,1О/0 в равной мере понижают на 22° С температуру верхней критической точки Лс0. При незначительном объёме сварочной ванны и быстром отводе [c.303]

На рис. 1-3 дана зависимость удельной теплоемкости железа в зависимости от температуры [Л. 10.] Значительное изменение трплормкости железа наблюдается при температурах, близких К точке Кюри ( 785° С), где происходит потеря магнитных свойств железа, а также при температуре, близкой к точке превращения альфа-железа в гамма-железо ( 906°С). [c.17]

В твердых растворах замещения преобладающей связью между атомами является металлическая. В растворах внедрения вместе с металлической может возникать и ковалентная связь. Например, каждый атом углерода, растворенный в ОЦК решетке альфа-железа, два валентных электрона отдает на образование металлической связи, а два других — на образование ковалентных направленных трехцентровых (Ее—С—Ее)-связей с двумя ближайшими атомами железа. Ковалентная связь на порядок сильнее металлической. Особенности межатомных связей в зернах твердых растворов предопределяют их прочностные и другие свойства. [c.60]

De ales en e — Декалесценция. Явление, связанное с превращением альфа-железа в гамма-железо при нагревании стали, вызывающее потемнение металлической поверхности вследствие внезапного уменьшения температуры, вызванного фикс1грованным поглощением скрытой теплоты превращения. [c.933]

Ferrite — Феррит. (1) Твердый раствор одного или более элементов в объемноцентрированной решетке железа. Если иначе не обозначено (например, как хромистый феррит), растворенный элемент является углеродом. На диаграммах состояния имеются две ферритных области, отделенные аустенитной областью. Нижняя область — альфа-феррит верхняя — дельта-феррит. Если не имеется дополнительного обозначения, подразумевается альфа-феррит. (2) Твердый раствор, по существу не содержащий углерода, в котором альфа-железо является растворителем и который характеризуется объемно-центрированной кубической кристаллической структзфой. Полностью ферритные стали имеют незначительное содержание углерода. Микроструктурность такого металла — зерна феррита. [c.956]

Re ales en e — Рекалесценция. (1) Увеличение температуры, которое имеет место при переохлаждении из-за того, что количество тепла, выделяющееся в результате превращения (скрытое тепло кристаллизации) больше отводимого. (2) Явление, связанное с превращением гамма-железа в альфа-железо при охлаждении или переохлаждении железа или стали, которое проявляется в осветлении металлической поверхности вследствие увеличения температуры, вызванного выделением скрытой теплоты превращения. Антоним De ales en e—Декалесценция. [c.1027]

Далее будут рассмотрены факторы, приводящие к высокотемпературному упрочнению, но при этом необходимо учитывать, что некоторые легирующие элементы, в действительности, приводят к уменьшению высокотемпературной прочности альфа-твердого раствора — например, наличие углерода в гамма-железе. В то время как в растворе альфа-железа он вызывает заметное низкотемпературное упрочнение, при растворении в достаточном количестве в гамма-железе он существенно повышает скорость ползучести при заданном уровне напряжения. Как показал Шерби 1[35], это связано с тем, что углерод увеличивает скорость самодиффузии железа в гамма-железе. В общем случае поэтому основное влияние легирующих элементов на ползучесть определяется их влиянием на диффузионную подвижность. Естественно что этот фактор имеет особое значение для характеристик пластичности материалов при высоких температурах, так как для низкотемпературной пластичности диффузия не существенна. Вот почему пластические свойства материалов при высоких температурах обычно контролируются параметрами диффузии. [c.300]

При исследовании микроструктуры сварных швов в стальных образцах, полученных сваркой взрывом, в зоне сварки наблюдаются участки структуры, похожие на мартенсит. Наличие таких структур й зоне сварного шва можно, очевидно, объяснить большими импульсами кратковременных давлений в зоне шва. Известнр, что в сталях, деформированных ударом, неоднократно наблюдали образование в структуре микроучастков, имеющих мартенсит-ное строение и высокую, типичную для мартенсита, твердость. Расчеты показывают, что превращение альфа-гамма в железе может происходить даже при комнатной температуре при давлении выше килобара. Благодаря адиабатическому характеру процесса сварки взрывом, по-видимому, создаются условия, которые могут способствовать превращению альфа-железа в гамма-железо в момент [c.31]

Т еплоемкость. Теплоемкость стали мало зависит от ее состава (например, для стали с содержанием углерода меньше 0,1% теплоемкость 0,11, а для стали с содержанием углерода 1,5%— теплоемкость 0,107), главным образом она зависит от температуры. Наибольшего значения у стали она достигает в области структурных превращений, так как переход из состояния альфа-железа в гамма-железо требует затраты тепла, и поэтому происходит изменение теплоемкости. [c.152]

Поверхностные слои полос с более низки.м содержанием углерода рекристаллизуются быстрее и будут иметь более крупнозернистую структуру по сравиению с внутренними слоями, которые и.меют не только более высокое содержание углерода, но и обогащены серой и фос-форо.м, которые замедляют рекристаллизацию и рост зерен. Значительное различие в химическом составе между поверхностными и внутренними слоями полосы из кипящей стали является также причиной- неодинакового по вре.мени начала превращения гамма-железа в альфа-железо, что. может также способствовать образованию поверхностной грубозернистости. [c.68]

Феррито-цементитное превращение аустенита состоит, как мы уже дсстагочно подробно выяснили, из двух одновременно протекающих процессов 1) перестройки решетки гамма-железа в решетку альфа-железа 2) выделения большей части атомов углерода из решетки гамма-железа и обособления их в самостоятельную цементитную фазу. Второй процесс, состоящий в перемещении атомов [c.52]

Содержание алюминия в алитированном слое достигает 40—50%. Структура слоя (фиг. 130) состоит из зерен химического соединения Ре2А1з (самый наружный слой), зерен твердого раствора алюминия в альфа-железе, пронизанных иглами того же химиче- ского соединения (следующий слой) и зерен твердого раствора без игл химического соединения. При отжиге наружный слой, состоящий из одних зерен химического соединения РезА15 полностью исчезает из структуры или становится значительно тоньше. [c.194]

Хромированный слой содержит большое количество хрома около 25% в низкоугле-роднстых сталях, до 60—70% в высокоуглеродистых. Структура слоя состоит соответственно из зерен твердого раствора хрома в альфа-железе или из зерен сложного карбида (Сг,Ре)7Сд. Твердость хромированного слоя на поверхности высокоуглеродистых сталей достигает 1350 по Виккерсу. [c.196]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...