Кристаллизация железоуглеродистых сплавов

Процессы первичной кристаллизации железоуглеродистых сплавов [c.62]

Диаграмма состояния железо - цементит. В диаграмме состояния железо - цементит (Fe-Fe,С) рассматриваются процессы кристаллизации железоуглеродистых сплавов (стали и чугуна) и превращения в их структурах при медленном охлаждении от жидкого расплава до комнатной температуры. Диаграмма (рис. 14) показывает фазовый состав и структуру [c.28]

Сера нерастворима в железе. С железом она образует химическое соединение — сульфид железа (Ре5). Соединение Ре8 образует с железом эвтектический сплав (эвтектику) с температурой плавления 988 С. При кристаллизации железоуглеродистых сплавов эвтектика располагается обычно по границам зерен. При нагревании стали до 1 ООО-1300"С эвтектика расплавляется и нарушается связь между зернами металла, т.е. происходит охрупчивание, вызываемое оплавлением примесей по границам кристаллов. Явление красноломкости может проявляться при ковке или прокатке стали, когда вследствие красноломкости на деформируемом металле в местах расположения эвтектики возникают надрывы и трещины. [c.46]

В зависимости от скорости охлаждения, температуры, при которой происходит кристаллизация, и примесей, имеющихся в железоуглеродистом сплаве, превращение при охлаждении может протекать как по стабильной диаграмме железо — углерод, так и по метастабильной железо — цементит. [c.90]

Главная роль в диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов отводится ее левой части — сталям, так как на превращениях, происходящих в стали, основана термическая обработка. Рассмотрим эти превращения. В результате кристаллизации образуется аустенит при понижении температуры аустенит претерпевает превращения, связанные с изменением кристаллической решетки — с переходом у-железа в а.-железо, и со снижением растворимости углерода с понижением температуры. [c.67]

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов позволяет установить температурные режимы кристаллизации сталей и белых чугунов, режимы горячей обработки давлением (ковки, прокатки, штамповки), режимы термообработки и т. д. [c.71]

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]

В результате первичной кристаллизации сталь получает структуру аустенита, характеризующуюся хорошей пластичностью и вязкостью. Поэтому такая сталь хорошо поддается обработке давлением при высоких температурах. Белые чугуны имеют в своем составе хрупкий и твердый ледебурит, который исключает возможность их обработки давлением даже при высоких температурах. Эта разница в технологических свойствах железоуглеродистых сплавов делает содержание углерода 2,14 % той границей между сталью и белыми чугунами, за которой при первичной кристаллизации появляется ледебурит. [c.63]

При нагревании, например, железоуглеродистого сплава выше верхней критической точки он переходит в состояние твердого раствора— аустенита при охлаждении этого твердого раствора в нем происходит новая кристаллизация, которая, в зависимости от режима охлаждения, может вызвать изменение структуры и свойств сплава по сравнению с первоначальным. Наличие аллотропических модификаций железа является одним из факторов, обусловливающих возможность термической обработки железоуглеродистых сплавов. [c.41]

Превращения в твердом состоянии. Чтобы лучше понять условия образования структур железоуглеродистых сплавов, которые происходят в твердом состоянии, рассмотрим процессы вторичной кристаллизации, пользуясь левой нижней частью диаграммы (рис. 34). [c.118]

Вторичная кристаллизация в железоуглеродистых сплавах с концентрацией углерода [c.75]

В диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов рассматриваются процессы кристаллизации, протекающие в железоуглеродистых сплавах (стали и чугуна) при их нагревании, и превращения в структурах при их медленном охлаждении от расплавленного состояния до комнатной температуры (рис. 15). По горизонтали от- [c.37]

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов имеет большое практическое значение. Пользуясь ею, можно установить температурные условия кристаллизации сталей и чугунов, режимы горячей обработки давлением (ковки, штамповки, прокатки), режимы термической обработки и т. д. [c.101]

Превращения в твердом состоянии. Для объяснения условий образования структур железоуглеродистых сплавов, которые имеют место в твердом состоянии, рассмотрим процессы вторичной кристаллизации. [c.123]

I ляет установить температурные условия кристаллизации сталей и белых чугунов, режимы горячей обработки давлением (ковки, I штамповки, прокатки), режимы термической обработки и т. д. При очень медленном охлаждении кристаллизация может идти таким образом, что углерод будет присутствовать в форме графита. Железоуглеродистые сплавы с такой формой углерода называются серыми чугунами. < [c.125]

Ледебуритом (фиг. 64, з) называют эвтектическую смесь аустенита и цементита. Он образуется в процессе первичной кристаллизации при 1130°. Это наиболее низкая температура кристаллизации в системе сплавов железа с углеродом. Аустенит, входящий в состав ледебурита, при 723° превращается в перлит. Поэтому ниже 723° и вплоть до комнатной температуры ледебурит состоит из смеси перлита и цементита. Он очень тверд (Яд 700) и хрупок. Наличие ледебурита является структурным признаком белых чугунов. Механические свойства железоуглеродистых сплавов изменяются в зависимости от количества структурных составляющих, их формы, величины и расположения. [c.139]

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов имеет большое практическое значение. Она может быть использована при определении температур плавления и кристаллизации стали и чугунов в литейном деле, при определении температурных интервалов для горячей обработки стали давлением и при определении температур нагрева стали при различных видах термической обработки. [c.142]

Прежде всего каждый металл и сплав должен быть нагрет до вполне определенной температуры. Если нагреть сталь до температуры, близкой к температуре плавления (линия АЕ на диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов), наступает пережог, выражающийся в появлении хрупкой пленки между зернами металла вследствие окисления их границ. При пережоге происходит полная потеря пластичности. Пережженный металл представляет собой неисправимый брак и может быть отправлен только па переплавку. Нин<е температуры пережога лежит зона перегрева. Явление перегрева заключается в резком росте размеров зерен. Вследствие того, что крупнозернистой первичной кристаллизации (аустенит), как правило, соответствует крупнозернистая вторичная кристаллизация (феррит перлит или перлит -Ь цементит), механические свойства изделия, полученного обработкой давлением из перегретой заготовки, оказываются низкими. Брак по перегреву в большинстве случаев можно исправить отжигом. Однако для некоторых сталей (например, хромоникелевых) исправление перегретого металла сопряжено со значительными трудностями, и простой отжиг оказывается недостаточным. [c.88]

Диаграмма состояния сплавов железа с углеродом представлена на фиг. 1. Эта диаграмма относится к таким состояниям железоуглеродистых сплавов, когда в процессе их первичной и вторичной кристаллизации происходит выделение соответственно из жидкого [c.26]

Все железоуглеродистые сплавы в результате первичной кристаллизации, имеющие аустенитную структуру и не более 2,14 % С, называются сталями. [c.87]

Начало научному исследованию железоуглеродистых сплавов положили великие русские Металлурги П. П. Аносов и Д. К. Чернов. П. П. Аносов первым в мире (1831 г.) применил к исследованию строения Ре-С сплавов микроскоп, а Д. К. Чернов первым установил кристаллическую природу Ре-С сплавов, обнаружил в них дендритную кристаллизацию, открыл превращения в твердом состоянии, разработал теорию кристаллизации и теорию закалки и отпуска стали. [c.295]

Материалом исследования служили серии синтетических сплавов и технических чугунов, выплавленных в лабораторных высокочастотных печах на основе железоуглеродистой лигатуры и промышленных литейных чугунов с легирующими добавками. Сплавы, предназначавшиеся для определения знака ликвации легирующих элементов в избыточном и эвтектическом аустените, охлаждались в интервале кристаллизации со скоростью 10— 15 град мин, достаточной для предотвращения отбела в пробах всех исследованных чугунов, за исключением хромистого. В нем наряду с колониями аустенито-графитной эвтектики наблюдались участки ледебурита. Состав сплавов приведен в табл. 1. Образованию стабильной эвтектики способствовало введение в расплавы кремния в количестве до 0,5%, присутствие которого существенно облегчало металлографическое исследование первичной структуры проб, выявляемой методом избирательного окисления. [c.52]

Синтетические сплавы Fe—С—Si выплавляли в индукционной печи МВП-ЗМ в магнезитовых тиглях емкостью 400 г. Исходным материалом служила железоуглеродистая лигатура, выплавленная из армко-железа и электродного боя (4,5% С, 0,003— 0,005 /6 S). После расплавления вводили металлический кремний для обеспечения заданного состава. Расплав перегревали до 1490—1500° С и после подстуживания до 1460—1470° С модифицировали присадками ферроцерия, церия, лантана, неодима или празеодима. После модифицирования сплавы охлаждались со скоростью 80—ЪЪ град мин в интервале кристаллизации (1250— 1100° С) и 42—АБ град мин в эвтектоидном интервале. [c.130]

Титан обладает большим сродством к углероду, чем железо. 1ри кристаллизации железоуглеродистых сплавов, содержащих гитан, он выделяется в виде карбида Ti , не растворяясь в цемен-гите. [c.61]

В [8] рассмотрена возможность обра ювания фуллеренов в скоплениях атомов углерода с последующим образованием глобул с оболочкой из атомов железа при кристаллизации железоуглеродистых сплавов. Отмечено, что наиболее предпочтительным местом образования фуллеренов являются границы зерен феррита и цементита, содержащие свободный углерод -60%. Из-за большого различия в размерах железа и углерода (0,126 нм и 0,077 нм соответственно) происходит их фракционирование и атомы углерода собираются в скопления, в которых вероятно образование фуллеренов. Вокруг них собираются атомы железа, выстраивая свою кристаллическую решетку, т.е фуллерены являются центрами кристаллизации для атомов железа (рис. 3.10). [c.101]

Линия АСО изображает температуры, при которых начинается процесс первичной кристаллизации, а линия АЕСР — температуры,, при которых этот процесс заканчивается. Кривая АЕСР состоит из двух частей наклонной АЕ и прямой горизонтальной ЕСР. Левая верхняя часть диаграммы (левее точки Е) напоминает диаграмму состояния твердых растворов (см. фиг. 38). И действительно, при этих температурах существует у -железо, которое способно растворять углерод. Итак, в результате первичной кристаллизации железоуглеродистых сплавов, содержащих меньше 2,0% углерода (сплав /), получается однородная структура твердого раствора углерода в у -железе. Этот твердый раствор называется аустени-том. [c.78]

Конец XIX и начало XX в., ознаменовавшиеся крупными достижениями в области техники, отмечены значительными успехами и в изучении свойств железоуглеродистых сплавов. Работы П. П. Аносова, Н. В. Калакуцкого, Д. К. Чернова, В. Н. Линина, В. Е. Грум-Гржимайло и других в России [72], Сорби, Аустена, Ледебура и еще ряда ученых за рубежом привели к формированию определенной системы взглядов на процессы кристаллизации и фазовых превращений в железоуглеродистых сплавах и на основные факторы, регулирующие свойства таких сплавов. Именно к этому времени и сформировались представления о чугуне, как о стали, испорченной графитом. Такие представления, имевшие некоторое основание для уровня знаний начала XX в. в дальнейшем, как это будет показано ниже, оказались тормозом в использовании возможностей чугуна. [c.205]

Феррит и цементит являются основными структурными составляющими железоуглеродистых сплавов. Они могут располагаться, например, в структуре стали каждый в отдельности или в виде равномерной механической смеси, которая называется перлитом. Такое название эта смесь получила потому, что шлиф ее при травлении имеет перламутровый отлив. Так как перлит образуется в результате процессов вторичной кристаллизации, его называют эв-тектоидом (в отличие от эвтектики). Образование перлита происходит при температуре 727 °С. В нем содержится 0,8 % углерода. [c.59]

Если бы железо не испытывало структурных превращений в твердом состоянии, то диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов при всех температурах ниже 1147 С (вплоть до комнатной) была бы одинаковой (см. рис. 4.2, линия AE F). Однако железо подвержено аллотропическим превращениям, поэтому эти сплавы не сохраняют своей первичной структуры. Рассмотрим процессы вторичной кристаллизации сталей. Для наглядности выделим левую часть диаграммы (см. рис. 4.2), охватывающую процессы вторичной кристаллизации стали (рис. 4.3). [c.64]

Г. В. Тагунов, М. Н. Кушнир, Б. А. Баум и др. [10, с. 128—134] исследовали вязкость и электросопротивление железоуглеродистых сплавов в процессе их кристаллизации. Наличие минимума на концентрационной кривой кинематической вязкости в области 0,5% С [c.49]

Важнейшими из указанных элементов являются углерод и кремний. Представление о структурных составляющих, образующихся при кристаллизации сплавов в равновесных условиях, дает двойная диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов (см. рис. 42), которая одновременно представляет собой систему метастабильного равновесия Ре—РезС (сплошные линии) и стабильного Ре—С (пунктирные линии). [c.122]

Главная роль в диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов отводится ее левой части — сталя5т, так как на превращениях, происходящих в стали, основана термообработка. Рассмотрим эти превращения. В результате затвердевания, которое соответствует линии Л1 , образуется аустенит А при понижении температуры этот аустенит претерпевает вторичную кристаллизацию, связанную с изгленением кристаллической решетки — с переходом 7-железа в а-железо, с растворимостью углерода в этих модификациях, с выделением нз аустенита феррита и цементита вторичного Д//. [c.39]

Диаграмма состоя шя л<елезо—графит характеризует про ,ессы фисталлизации железоуглеродистых сплавов, в результате которых углерод выделяется в свободном состоянии в виде графита. Процесс кристаллизации графита в сплавах железа с углеродом назызаьэг графитизацией. Графит является неметаллической фазой. [c.60]

После кристаллизации (линия AHJE F) в железоуглеродистых сплавах с понижением температуры происходят структурные превращения. Превращения в твердом состоянии характеризуют линии GS, SE, PSK и PQ. Точка О соответствует полиморфному превращению у-же-леза в а-железо при температуре 911 С. [c.87]

Кристаллизация сплава в литейной форме происходит под влиянием большого количества факторов химического состава расплава, скорости его охлаждения, наличия искусственных добавок и примесей в расплаве, свойств литейной формы и стержней. Процесс структуро-образования — кристаллизация протекает в два этапа. Рассмотрим этот процесс на примере железоуглеродистых сплавов (чугунов). [c.191]

Если сопоставить процесс роста дендрита с процессом кристаллизации стали по соответствующей вертикали диаграммы железоуглеродистых сплавов, то будет ясно, что дендрит получается неоднородным по содержанию углерода. Наиболее бедными углеродом будут главные оси дендрита, так как они затвердевают в первую очередь, и наиболее богатыми углеродом будут междуосные пространства, так как они затвердевают в последнюю очередь. Такое неравномерное распределение углерода (а также и других примесей — 51, Мп, [c.185]

К чугунам относятся железоуглеродистые сплавы с содержанием свыше 2% С (рис. 9-14). Чугуны делятся на доэвтектические, эвтектические и заэвтектические. При затвердевании доэвтекти-ческих чугунов из расплава кристаллизуется структурно свободный аустенит в виде дендритов. Затвердевание заэвтектических чугунов характеризуется выделением в первую очередь высокоуглеродистой фазы — первичного графита или цементита, а затем при более низкой температуре — кристаллизацией эвтектики, состоящей из аустенита и цементита. Такая эвтектика называется ледебуритом. [c.499]

Из рассмотренной двойной диаграммы фазового равновесия следует, что в железоуглеродистых сплавах возможны следующие фазовые превращения кристаллизация (или плавление и растворение) б- и у-растворов, а также графита и цементита перитектиче-ское превращение эвтектическая кристаллизация с образованием аустенита и графита или аустенита и цементита полиморфные превращения твердых растворов jiy и Yiia распад пересыщенных твердых растворов Y и а с выделением цементита или графита и эвтектоидное превращение а + Г (стабильное состояние) или Tii t-Н Я (метастабильное состояние). [c.439]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...