Диаграмма состояний железо—углерод—сера

По цвету излома различают белые и серые половинчатые и отбеленные чугуны. Это первая, неполная классификация чугунов. Благодаря изучению причин образования двух разных по цвету излома типов чугунов (часто в одной отливке) построены два варианта диаграммы состояния железо — углерод. Было установлено, что серые чугуны образуются в результате кристаллизации по стабильному варианту, а белые — по метастабильному. Цвет излома чугунов зависит в серых чугунах от присутствия свободного углерода в форме графита, а в белых углерод присутствует только в связанной форме в виде цементита. [c.138]

В процессе кристаллизации серого чугуна наряду с чешуйками графита из жидкого раствора выпадают кристаллы аустенита. Со снижением температуры растворимость углерода в аустените уменьшается, и углерод диффундирует к уже имеющимся чешуйкам графита и отлагается на их поверхности. При переходе через линию P S К на диаграмме состояния железо—углерод (см. рис. 63) аустенит должен превратиться в эвтектоидную смесь феррита и графита. Если весь аустенит превратить в смесь феррита и графита, то получится серый ферритный чугун (рис. 64, в). [c.94]

В серых чугунах большая часть углерода выделяется в виде графита и, следовательно, затвердевание этих чугунов происходит в соответствии как со стабильной, так и с метастабильной диаграммами состояния. Большинство серых чугунов содержит относительно большое количество кремния, а также и других элементов, их структуру правильнее относить к тройной системе железо—углерод—кремний. Сплавы железо-кремний имеют диаграмму с ограниченной -у-областью, тогда как диаграмма состояния железо—углерод имеет расширенную у-область таким образом, эти два эле.мента — кремний и углерод — оказывают противоположное влияние на переходные температуры железа. Тем не менее, для содержаний кремния не более 5%, структуру чугунов можно еще интерпретировать с помощью диаграммы состояния железо—углерод, так как известно соотношение, которым будет определяться положение эвтектической точки в зависимости от содержания кремния (рис. 83) [c.83]

При очень медленном охлаждении кристаллизация может идти таким образом, что углерод будет выделяться в виде графита, а не цементита. Железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода в виде графита называются серыми чугунами. В данном учебнике диаграмма состояния железо-графит не рассматривается, принципиально она не отличается от диаграммы состояния желе-зо-цементит. [c.71]

Учение об изменении внутреннего строения и физико-механических свойств сплавов в результате теплового воздействия, не исчезающих после прекращения этого воздействия, составляет теоретические основы термической обработки. Общее представление о превращениях, протекающих в железоуглеродистых сплавах в результате теплового воздействия, можно получить из диаграммы состояния железо — цементит и железо — углерод. Как в сталях, так и в чугунах всегда присутствуют кремний, марганец, фосфор, сера, а в легированных сплавах — никель, хром, молибден, медь, ванадий, титан и др. Легирующие элементы и примеси изменяют положение линий диаграммы, на которых отложены критические точки структурных превращений. Одни элементы снижают температуру превращений, а другие — повышают. Без учета влияния этих элементов невозможно правильно, пользуясь только лишь диаграммой, разработать режимы термической обработки. [c.92]

Влияние серы и углерода на образование горячих трещин может быть объяснено диаграммой состояния железо — сера при низких концентрациях серы (фиг. 88). В процессе охлаждения сплава наблюдается выделение по границам зерен некоторого количества жидкой фазы, причем при содержании серы 0,06% количество жидкости растет вплоть до температуры 988°, когда расплав затвердевает, [c.145]

Однако диаграмма железо — углерод характеризует состояние чистых железоуглеродистых сплавов, промышленные же сплавы содержат, кроме того, марганец, кремний, фосфор и серу (а также в небольших количествах хром, никель и др.). В углеродистых сталях влияние этих примесей на положение критических точек не столь значительно, что и позволяет с некоторым приближением определять температуры термической обработки по диаграмме железо — углерод. [c.283]

Повышение в металле шва концентрации кремния усиливает дендритную ликвацию серы, причем это проявляется значительнее при более высокой концентрации углерода в металле шва. Указанное влияние кремния можно объяснить следуюш и-ми причинами. Являясь элементом-ферритизатором, кремний способствует смеш ению перитектического превраш ения на равновесной диаграмме состояния Ре - С в область меньших концентраций углерода. Благодаря этому в процессе первичной кристаллизации растет доля а-железа. Одновременно кремний повышает активность серы, уменьшая ее растворимость в твердом растворе. Поскольку сродство кремния к кислороду выше, чем у железа и марганца, то он образует оксиды, которые в меньшей степени способны связать серу, чем окислы железа и марганца. Этому способствует также то обстоятельство, что кремний обладает меньшим сродством к сере, чем марганец и железо. В совокупности указанные факторы вызывают накопление серы в расплаве и приводят к повышению уровня дендритной ликвации. [c.35]

На фиг. 2—10 (см. вклейку) приведены микроструктуры наиболее характерных железоуглеродистых сплавов (сталей и белых чугунов), опредатяемых по диаграмме состояния железо — углерод (цементит). Все микроструктуры выявлены травлением 4%-ным раствором азотной кислоты в этиловом спирте и сфотограф[фованы при увеличении 250 (структуры чугунов серых, ковких, модифицированных и высокопрочных приведены на стр. 98 и 107). [c.200]

Стали и чугуны представляют собой сложные сплавы, содержащие, кроме железа и углерода, другие элементы — кремний, марганец, фосфор и серу, а также цветные металлы (в легированных сталях и чугунах). Главнейщей составной частью, определяющей характер и свойства железоуглеродистого сплава, является углерод. Структура и свойства стали и чугуна изменяются лишь при условии нагрева их до критических температур, зависящих от содержания углерода в этих сплавах. Критические температуры железоуглеродистых сплавов с разным содержанием углерода могут быть нанесены на специальную диаграмму, называемую диаграммой состояния сплавов системы железо — углерод. [c.38]

Все сказанное выше относится к двойной системе железо — углерод. В используемых в технике железоуглеродистых сплавах всегда содержатся марганец и кремний (от десятой доли % и более) и примеси серы и фосфора (сотые доли процента). Следовательно, эти сплавы не двухкомпонентные, а более сложные. Поэтому использовать диаграмму состояния двойной системы железо — углерод для выяснения фазовых превращений в таких сложных сплавах необходимо с большой осмотрительностью. Прежде всего присутствие других компонентов изменит температуры превращений. Обычно эти температуры понижаются. Далее, перитектическое, эвтектическое и эвтектоидное превращения, происходящие в двух-компонентпой системе при постоянной температуре перестанут быть нонвариантными и будут проходить в интервале температур. [c.152]

Углерод в чугунах может находиться в виде химического соединения — цементита (такие чугуны называют белыми) или в свободном состоянии в виде графита — частично или полностью (в этом случае чугуны называют серыми). Получение того или иного вида чугуна зависит в основном от его химического состава и скорости охлаждения. Такие элементы, как кремний, титан, никель, медь и алюминий, способствующие выделению графита, называют графитизирующими. При введении таких элементов, как марганец, молибден, сера, хром, ванадий, вольфрам, углерод входит в химическое соединение с железом, образуя цементит (Feg ). Эти элементы называют антиграфитизирующими, или тормозящими графитизацию. При одном и том же химическом составе структура чугуна может быть различной в зависимости от толщины отливки. Чтобы обеспечить необходимую структуру отливок разной толщины, надо знать их химический состав. Для определения химического состава отливок опытным путем строят структурные диаграммы. Например отливка имеет химический состав С + Si = 4 % (линия аа. на рис. 8.1). При таком составе в отливке толщиной до 10 мм получится белый чугун, толщиной до 20 мм — половинчатый, толщиной до 60 мм — серый перлитный и толщиной свыше 60 мм — серый ферритно-пер-литный. При толщине отливки свыше 120 мм и указанном химическом составе чугун будет серый ферритный. [c.133]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...