Графит превращение

При сравнительно низких температурах для измерения твердости тугоплавких материалов используется алмаз. Высокая твердость алмаза связана с локализацией валентных электронов у остовов атомов с образованием весьма устойчивых конфигураций, определяющих в свою очередь жесткость и направленность химических связей. Эти положительные свойства позволяют применять кристаллы алмаза в качестве материала инденторов при измерении твердости тугоплавких соединений и материалов на их основе до температуры 1100 К. Алмазные наконечники, характеризующиеся высокой твердостью при низких температурах, обнаруживают быстрое притупление и уменьшение стойкости в условиях высоких температур. Установлено [112], что при температурах, начиная с 1200 К, измерение твердости вызывает быстрый износ алмазных пирамид, а при температуре 1370—1470 К в результате одного вдавливания наконечник выводится из строя. В процессе длительного пребывания при высоких температурах алмазный наконечник постепенно подвергается графитизации, резкой потере прочности и разупрочнению. При температурах свыше 1100—1150 К происходит превращение алмаза в графит. [c.55]

Вряд ли найдется в природе еще какой-нибудь элемент, который обладал бы столь противоположными свойствами, как углерод, выступая в обличьях, например, алмаза и графита. Обычно бесцветный, прозрачный, твердый (рекордсмен среди природных материалов), привлекательный, драгоценный (самого высокого класса) алмаз и серо-черный, непрозрачный, жирный иа ощупь, чешуйчатый, очень мягкий, с металлическим блеском графит Трудно поверить в их близкое родство. Но модификации углерода служат убедительным свидетельством их родственных связей. Так, при температурах выше 1400 °С в вакууме или инертной атмосфере можно наблюдать превращение алмаза в графит. Нагрев некоторых разновидностей аморфного углерода (кокс, сажа, древесный уголь) выше 1500—1600 °С без доступа воздуха вызывает превращение их в графит. [c.52]

Как отмечается в работе [220, р. 581], для облученного при —193° С графита установлены максимумы при температуре —63, —53, 27—37, 107—137 и 167—МТС. Такая дискретность указывает на наличие в облученном графите различного типа дефектов либо на последовательное превращение первоначально образовавшихся дефектов в более сложные по мере роста температуры отжига. [c.115]

Кремний способствует выделению углерода в соответствии со стабильной системой железо—графит незначительно изменяет характер превращений по сравнению с превращениями в соответствующих марках углеродистой стали несколько повышает устойчивость аустенита в перлитной и особенно в средней области понижает чувствительность к закалке и повышает устойчивость против отпуска кремнистая сталь отличается особым видом устойчивости против отпуска (например, в закаленной стали с 2% кремния и 0,6% углерода игольчатая ориентировка структуры, напоминающая исходный мартенсит, сохраняется после отпуска при 500 С, в то время как в углеродистой стали после отпуска при той же температуре игольчатой ориентировки совершенно не наблюдается) повышает сопротивление износу, что ухудшает обрабатываемость конструкционной стали особенно при сверлении стабилизирует аустенит повышает упругость стали. Практически не растворяется в цементите [c.22]

При пониженных скоростях охлаждения отливки аустенит не успевает переохладиться до интервала перлитного превращения и претерпевает эвтектоидный распад по стабильной системе (кривые 4 5 па рис. 2). При этом характерной структуры эвтектоида не образуется, эвтектоидный графит осаждается на имеющихся [c.15]

На рис. 6-5 представлена р. Г-диаграмма углерода. Как известно, твердый углерод имеет две кристаллические модификации — графит и алмаз, резко отличающиеся по своим физическим свойствам. Из рис. 6-5 видно, что при обычных условиях (атмосферное давление) устойчивой модификацией является графит алмаз же при обычных условиях находится в метастабильном состоянии и сравнительно легко превращается в графит при высоких температурах, при обычных же температурах процесс превращения алмаза в графит идет с совершенно ничтожной скоростью, так что практически алмаз сохраняет свою кристаллическую структуру сколь угодно долго. [c.164]

Как видно из рис. 6-5, алмаз устойчиво существует при давлениях выше 10 —Па ( 10 —10 кгс/см ). Однако для того, чтобы получить алмаз из графита, недостаточно просто повысить давление графита, так как в твердом состоянии обратимый процесс превращения графита в алмаз идет чрезвычайно медленно. Поэтому единственным практически осуществимым путем получения алмаза из графита является получение из графита жидкого углерода с последующим его охлаждением под высоким давлением (выше, чем давления на кривой фазового перехода графит—алмаз). Для ускорения процесса применяются специальные катализаторы. Получение искусственных алмазов из графита в настоящее время уже освоено промышленностью. [c.164]

Микроструктурный анализ упрочненного поверхностного слоя чугуна показал, что в нем, кроме мелкоигольчатой структуры мартенсита, находятся графитные включения. Объясняется это тем, что фазовые превращения при ЭМО протекают в течение очень малого промежутка времени и поэтому графит не успевает раствориться. [c.102]

С) или ферритно-перлитную (сокращение продолжительности второй стадии отжига) металлическую основу. Для получения в модифицированном ковком чугуне перлитной основы рекомендуется увеличивать содержание марганца, хрома и некоторых других элементов, которые повышают устойчивость цементита к распаду на феррит и пластинчатый графит в области температур эвтектоидного превращения. [c.191]

Это превращение является необратимым. Следовательно, система железо— цементит, характеризуемая сплошными линиями на рис. 58, является неустойчивой, или, как часто говорят, мета-стабильной. Наряду с этой диаграммой существует другая, отмеченная пунктирными линиями. Это стабильная диаграмма железо-углерод. Она характеризует превращения, происходящие в железоуглеродистых сплавах в случаях, когда при охлаждении выделяется графит. [c.89]

Рассматриваемый растворно-осадительный механизм роста графитизированных сплавов можно иллюстрировать схемой, приведенной на рис. 56. В соответствии с этой схемой при нагревании выше образцов, содержащих в исходном состоянии графит (рис. 56, а), происходит полиморфное превращение железа, благодаря которому растворимость углерода увеличивается. Растворение графита сопровождается образованием пор. На высокотемпературной стадии цикла в стали можно растворить практически весь графит и получить пористый аустенит. В чугунах графит растворяется не полностью (рис. 56, б). При последующем охлаждении графит выделяется вновь из пересыщенного раствора или в результате распада образовавшегося цементита. Графит покрывает поверхность пор и в дальнейшем растет и в порах и в матрице, особенно в направлении границ и субграниц. Если содержание связанного углерода до и после цикла остается одинаковым, объем стали и чугуна возрастает на величину незаполненных графитом [c.147]

Наконец, можно рассмотреть третий случай, когда одна из фаз сама претерпевает фазовое превращение, в результате которого образуется новая фаза, резко отличающаяся по составу и структуре от фазы, из которой она образовалась. Пример— образование системы феррит — графит, после разложения цементита в системе феррит — цементит (Ф + ЦФ + Гр.+ 4- Ц- -Ф + Гр). На границе фаз феррит — графит структурные нарушения и избыточная энергия должны быть весьма значительны, структура и состав фаз сильно отличаются, а взаимодействие между ними очень слабое. [c.126]

В технике наиболее широко применяют сплавы железа с углеродом — стали и чугуны. Поэтому диафамма состояния железо — углерод имеет самое важное значение среди диаграмм состояния металлических сплавов. Имеются две диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов метастабильная, характеризующая превращения в системе железо — цементит (карбид железа), и стабильная, характеризующая превращения в системе железо — графит. [c.27]

Превращения в сплавах системы железо — графит [c.109]

Процесс графитизации поверхности травленого микрошлифа протекал несколько быстрее, однако травление не вносило других заметных изменений в закономерности выделения графита. В первую очередь графит появлялся на границе твердого раствора и карбидов в участках первичного аустенита, превращенного в эвтектоидную смесь карбидов и феррита. Заметно позже и в меньшем количестве выделялся графит в участках превращенного эвтектического аустенита внутри ледебурита и тройной эвтектики. Такая эвтектоидная смесь здесь, как правило, вырождается, а получающаяся более грубая эвтектическая структура менее способствует зарождению центров графитизации. [c.50]

Атомные котлы представляют собой такие системы из урана и среды, вызывающей эффективное замедление нейтронов (вода, тяжелая вода, графит), в которых происходит самопроизвольное выделение энергии за счет ядерных превращений. [c.399]

Вторая стадия — охлаждение отжигаемых изделий до интервала эвтектоидного превращения и выдержка (30—40 час), при которой происходит распад вторичного цементита, выделяемого аустенитом в процессе охлаждения, и цементита-перлита на феррит и хлопьевидный графит. В результате полного отжига получается структура — феррит и углерод отжига. [c.127]

Превращения с изменением типа связи. Если кристаллографические превращения связаны с ясно выраженным изменением характера связи, их следует выделить в от-, дельную группу. Например, между атомами углерода в алмазе имеет ме- сто чисто гомеополярная связь, в то время как в графите появляется высокая доля металлической связи. Олово ниже температуры превращения 18° С имеет неметаллическую модификацию (серое олово), а выще этой температуры металлическую форму (белое олово). Превращения подобного рода протекают обычно очень медленно. [c.166]

Превращение углерода (графит — алмаз). Подобно тому, как при превращении олова на основе калорических измерений определялась температура равновесия между двумя модификациями, можно вычислить и равновесное давление для превращения графит — алмаз, как функцию температуры. Зная энтальпию превращения и ход молярных теплоемкостей графита и алмаза вплоть до самых низких температур, можно вычислить изменение свободной энтальпии. Расчет показывает, что свободная энтальпия алмаза при атмосферном давлении и при любых температурах больше, чем свободная энтальпия графита. Поэтому при нормальном давлении графит можно рассматривать как устойчивую модификацию. Превращение в этом случае произойти не может. [c.173]

Термодинамические данные для равновесных кривых превращения графит — алмаз (по Берману н Симону) [c.174]

Подставляя эти величины в выражение (9.9), получим равновесное давление для различных температур эти значения помещены в последней графе таблицы. На рис. 9.10, а изображена кривая равновесия для превращения графит—алмаз. Следует указать, что линейная экстраполяция равновесной кривой (пунктирная часть кривой на рис. 9.10, а) допускается свыше 1200° К до 3000° К. [c.174]

Для получения ковкого чугуна белый чугун (2,4—2,8% С, 0,8— 1,4% 81, менее 1 % Мп, до 0,1 % 8 и до 0,2% Р) подвергают длительному отжигу (рис. 49). Отливку из белого чугуна (обычно упакованную в ящике с песком) нагревают в течение 20—25 ч до 950— 1000° С и выдерживают при этой температуре около 15 ч. В этот период (первая стадия графитизации) распадается цементит, входящий в ледебурит, на аустенит и хлопьевидный графит. Затем отливки в течение 6—12 ч охлаждают до температур эвтектоидного превращения. В процессе охлаждения из аустенита выделяется цементит, который тоже превращается в графит. При температуре эвтектоидного превращения охлаждение отливки замедляют или выдерживают ее примерно 30 ч. В этот период (вторая стадия графитизации) аустенит распадается на феррит и графит, а цементит [c.143]

Графит может быть очищен следующими методами. Примеси группы I и азот можно удалять при высокой температуре в вакууме. Примеси группы 3 удаляются испарением в вакууме при высокой температуре, а также путем превращения их в хлориды, которые уносятся потоком газа. Скорость испарения графита значительно ниже скорости испарения многих примесей, поэтому нагрев графита в вакууме при температуре выше 2000° С и достаточная выдержка приводят к испарению большинства примесей. Для примесей группы 4 и бора, образующих устойчивые, трудно летучие карбиды, наиболее эффективной является очистка хлором с целью перевода этих примесей в летучие хлориды. Примеси группы 5 в основном легко удаляются при нагревании. Слоистые соединения устойчивы при от. носительно низких температурах. [c.11]

Графитация. Процесс термического превращения, или гра-фитация, неграфитовых углеродных материалов в графит проводится в специальных электрических печах. В зависимости от их конструкции выбирается и технологический режим. [c.23]

Установлено оплавление термически устойчивых силикатных минералов, в рудных минералах достоверно установлено наличие фазовых превращений вещества - переход минералов в высокотемпературные фазы и частичная потеря серы некоторыми из них, в первую очередь - пирротином. Несмотря на незначительный объем вещества, претерпевшего фазовые превращения, при измельчении руды до флотационной крупности на поверхности сульфидных частиц могут возникать пленки фаз, обедненные серой, вплоть до окисных, что значительно изменит флотоактивность минералов и может существенно сказаться на технологическом процессе (см. ниже). Выявлено разложение термически неустойчивых минералов (кальцит, флюорит) и полиморфные превращения (типа алмаз-графит). [c.208]

Диффузионный отжиг графитовых образцов с металлическими покрытиями производился в вакуумной печи сопротивления с графитовым нагревателем в температурном интервале 1773—2173° К. Благодаря диффузии углерода в твердый металл происходила карбидизация металлического слоя, причем состав и свойства образующихся карбидов зависили от температуры и времени диффузионного отжига (рис. I. 15, а, б, в). Это особенно заметно у карбида титана, имеющего широкую область гомогенности. Опытным путем были установлены режимы отжима, при которых покрытия из карбидов имели составы, близкие к стехиометрическим. Время, необходимое для превращения металлического слоя в карбидный, для каждой температуры отжига можно рассчитать, исходя из толщины слоя и данных и диффузии углерода в металл [24]. В табл. I. 23 приведены оптимальные режимы получения на графите покрытий из карбидов титана, циркония и ниобия. [c.55]

При снижении температуры отливки до области критических точек начинается эвтектоидное превращение аустенита. Как и эвтектическое, эвтектоидное превращение может протекать как в стабильной системе (по схеме аустенит -> феррит + графит), так и в метастабильной (по схеме аустенит феррит + цементит) в зависимости от состава чугуна и скорости охлаждения отливки. При повышенной скорости охлаждения (кривые /, 2 и 3 на рис. 2) аустенит переохлаждается сильнее и превращается по метастабильной системе в цементито-ферритную эвтектоидную смесь — перлит [c.15]

Примерно таким образом граф Румфорд в 1799 г. проводил свой знаменитый опыт, показывающий превращение работы в теплоту при сверлении пушек. Энергия, подводимая в форме механической работы вращения сверла, отводилась водой,,которая при этом нагревалась от температуры Ti до температуры Гг Т2>Т ). Внутренняя энергия воды (обозначим ее V) возрастала при этом от U до U2. Затем вода остывала снова до температуры Ti, отдавая энергию в форме теплоты Q окружающей среде, Если охладить воду до прежней температуры, то ее внутренняя энергия остается такой же, как и вначале количества теплоты Q и работы L будут равны. Если же охладить воду до какой-либо промежуточной температуры Тз, более высокой, чем Т, то количество отводимой теплоты будет меньше, так как часть подведенной энергии остается в впде прироста MJ внутренней энергии воды. [c.84]

Получение искусственных графитов осуществляется рядом последовательных превращений органического углеродсодержащего материала в углерод (карбонизация), а затем — в графит (графита-ция). Основными различиями между структурой неграфитиро-ванного углерода и структурой графита являются дефектность атомных сеток, их ограниченные размеры и отсутствие периодичности в третьем измерении по оси с. При термической обработке происходит уменьшение межсло-евого расстояния ( iooz)- увеличение — диаметра и — высоты кристаллита (рис. 1.3). Рост размеров кристаллитов приводит к существенной переориентации графитовых слоев, которые имеют тенденцию располагаться параллельно друг другу. [c.10]

Две фазы, метастабильные по отношению к третьей фазе, могут сосуществовать друг с другом. При этом удовлетворяются обычные условия равновесия фаз f = Т", Р — Р", р = р". Примером является переохлаждённая жидкость и пар над ней при Т< Т р, где Гтр — темп-ра тройной точки кристалл — жидкость — пар. Др. пример — равновесие кристалл — жидкость на продолжении линии плавления за тройную точку, т. е. при Р< Pjp. Аналогичный приём построения расширенных диаграмм состояния используют для систем с полиморфными превращениями (см. Полиморфизм). Это связано с тем, что мн. кристаллич. материалы получают на основе метастабильных модификаций. Большое практич. значение имело построение фазовой диаграммы графит — алмаз. В двух- и многокомпонентных системах нужно учитывать возможность метастабильности, вызванной концентрац. пересыщением. [c.122]

Фазовый переход 1-го рода менее стабильной модификации в более стабильную связан с преодолением энергетик. барьера, к-рый сущ ественно меньше, если превращение происходит постепенно, путём зарождения и последоват. роста в ней областей новой фазы. Барьер преодолевается за счёт тепловых флуктуаций поэтому, если вероятность флуктуаций мала, менее устойчивая фаза может длит, время существовать в метастабильном состоянии. Напр., алмаз, области стабильности к-рого соответствуют Т > 1500 К и давление р = 10 Па, тем не менее может существовать неограниченно долго при атм. давлении и комнатной темп-ре, не превращаясь в стабильный при этих условиях графит. В др. веществах, напр. в сегнетоэлектриках и сегнетоэластиках, наоборот, разл. модификации легко и обратимо переходят друг в друга прп изменении темп-ры, давления и др., претерпевая при этом структурные фазовые переходы. В окрестности точек таких переходов физ. свойства веществ обычно экстремальны. [c.26]

Углеродная матрица объединяет в одно целое армирующие элементы в композите, что позволяет наилучшим образом воспринимать различные внешние нагрузки. Определяющими факторами при выборе материала матрицы являются состав, структура и свойства кокса. В зависимости от условий полз чения и поставленных задач наиболее часто в качестве матрицы в УУКМ применяют пироуглерод, стеклоуглерод, кокс с каменноугольного и нефтяного пеков, графит, пирографит, сажу и др. Стеклоуглерод - продукт термопереработки сетчатых полимеров. Исходным сьфьем являются целлюлоза и синтетические смолы. Термин пеки употребляется для обозначения твердых в обычных условиях, но плавких продуктов термического превращения - асфальтосмолистых веществ, получаемых из нефти, каменного угля и др. Пеки в зависимости от происхождения подразделяются на природные (нефтяные, каменноугольные) и синтетические, а по структуре на обычные и мезофазные (жидкокристаллические), [c.161]

В сравнении с рассмотренным выше растворно-осадительным механизмом безокислительный рост объема чугуна и стали при термоциклировании через критический интервал усложнен полиморфными превращениями железа и графитизацией цементита. Согласно данным работы [61], влияние полимофных превращений сводится главным образом к увеличению количества углерода, переходящего при термоциклах из графитной фазы в твердый раствор и обратно. Благодаря этому рост графитизированных сплавов при термоциклировании по режимам, включающим а 7-переходы, больше, чем рост при теплссменах в аустенитной области. Больше того, рост объема увеличивается, если при термоциклах графит выделяется не непосредственно из аустенита, а в результате графитизации предварительно образовавшегося цементита [25]. [c.135]

Травление хромовым ангидридом показало, что для всех вариантов исходных структур характер и степень неоднородности феррита по кремнию аналогичны и отвечают картине микроликвации, полученной после кристаллизации и не устраненной в процессе отжига. Обогащенными кремнием оказываются области вокруг шаровидного графита. Таким образом, разными вариантами отжига были получены ферритные чугуны с одинаковым распределением кремния, но различной структурой, что позволяло оценить роль границ зерен феррита и межфазиых поверхностей феррит - графит в протекании а -> -у-превращения, исключив влияние кремния на эти процессы. [c.77]

На представленных диаграммах (рис.7.1) кроме общих линий АС, АЕ, GS остальные линии не совпадают. В системе Fe—С графитная эвтектика (аустенит—графит) содержит 4,26 % С и образуется при 1 153 °С. По линии E S в интервале температур 1 153-738 °С вьщеляется вторичный графит. Эвтектоидное превращение протекает при 738 °С с образованием эвтектоида (феррит + графит). Пользование диаграммами Fe—С и Fe—Fej принципиально не отличается друг от друга. [c.409]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...