Первичная кристаллизация сплавов железа с углеродом

ПЕРВИЧНАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ СПЛАВОВ ЖЕЛЕЗА С УГЛЕРОДОМ [c.77]

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]

На фиг. 52 представлена структура сплава I после его первичной кристаллизации. Она состоит только из зерен аустенита. Такую структуру имеет после первичной кристаллизации любой сплав железа с углеродом, содержащий меньше 2% углерода и изображающийся на диаграмме состояния прямой, расположенной левее точки Е. [c.78]

Сплавы железа с углеродом, структура которых после первичной кристаллизации состоит из одних только зерен аустенита, называются сталями. [c.78]

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]

Сплавы железа с углеродом, в которых в результате первичной кристаллизации в равновесных условиях получается аустенитная (однофазная) структура, называют сталью. Следовательно, сталь — это железо-углеродистые сплавы с содержанием углерода до 1,7%. [c.151]

Графитизацией называется процесс выделения графита при кристаллизации или охлаждении сплавов железа с углеродом. Графит может образовываться как из жидкой фазы при затвердевании чугуна, так и из твердой фазы. Образование графита происходит согласно диаграмме системы Ре—С. Ниже линии D образуется первичный графит, по линии E F —эвтектический графит и по линии P S K — эвтектоидный графит (см. рис. 82). [c.133]

Для металлов и сплавов, претерпевающих при охлаждении аллотропические превращения (сплавы железа с углеродом и другие технические сплавы), первичная структура сохраняется до температуры аллотропического превращения. Для сплавов на основе железа аллотропические превращения проявляются в переходе у-железа в а-железо. Переход металла шва из одного аллотропического состояния в другое, происходящий в твердом состоянии, называется вторичной кристаллизацией. Структура металла шва, возникающая в результате вторичной кристаллизации, называется вторичной структурой. Характер вторичной микроструктуры зависит от химического состава металла шва, термического цикла и других причин. [c.91]

Рассмотрим теперь процессы первичной кристаллизации в высокоуглеродистых сплавах. Правая верхняя часть диаграммы железо — углерод показана на рис. 55. Сплавы, содержащие более 2% углерода, заканчивают кристаллизацию образованием эвтектики. Сплав с концентрацией углерода 4,3% превращается целиком в эвтектику. Эвтектика сплавов железа с цементитом состоит из аустенита и цементита и называется ледебуритом. [c.84]

Образовавшиеся в затвердевшем металле шва в результате первичной кристаллизации столбчатые кристаллиты имеют аустенитную микроструктуру (диаграмма состояния системы Fe- сплавов на рис. 6.2, справа). При дальнейшем охлаждении металла, при температуре аллотропического превращения Асз начинается процесс перестройки атомов пространственной решетки - перекристаллизация. В результате перекристаллизации происходит распад части аустенита и превращение его в феррит. Так как растворимость углерода в феррите меньше, чем в аусте-ните, выделяющийся углерод вступает в химическое соединение с железом, образуя цементит. [c.257]

В сплавах с содержанием углерода менее 0,5% при высоких температурах, когда железо существует в виде Feg (левый верхний угол диаграммы), процесс первичной кристаллизации отличается от описанного выше. При кристаллизации этих сплавов протекают перитектические превращения. [c.79]

В сплавах Ре — РедС в твердом состоянии протекают аллотропическое превращение Ре в РСа и распад твердых растворов V и а, о словленный изменением растворимости углерода в железе у я а при понижении температуры. Как известно, Ре при 910° С р-очка С) превращается в Рва —модификацию, которая растворяет углерод в незначительном количестве (0,02% при 723° С). В связи с аллотропическим превращением образовавшийся при первичной кристаллизации аустенит ниже линии Р8К диаграммы (см. рис. 40) существовать не может и при медленном охлаждении распадается на эвтектоидную смесь перлита или с избыточным ферритом или с избыточным вторичным цементитом. Выделение феррита происходит по линии 03, а вторичного цементита — по линии Линия 08 является геометрическим местом точек Ас при нагреве и и Лгз — при охлаждении, а линия 8Е — геометрическим местом точек, соответствующих выделению из аустенита вторичного цементита. Эти точки обозначают Аст ст — цементит). Окончание аллотропического превращения Ре в Рса и распада твердого раствора V у всех сплавов (как сталей, так и чугунов) наблюдается при одной температуре (723° С) точку, соответствующую этой температуре, обозначают Л1 (Лс — при нагреве и Аг — при охлаждении). Кроме указанных превращений, в нижнем левом углу диаграммы ниже кривой PQ (область IX) происходит распад -твердого раствора с выделением из него третичного цементита. [c.80]

Как мы уже рассмотрели первичная структура стали, включает зерна аустенита. Она сохраняется до линии GSE (рис. 4.2 и 4.3). Указанная линия соответствует температурам, при которых начинается вторичная кристаллизация сталей различного состава. Линия PSK характеризует температуру, при которой завершаются процессы вторичной кристаллизации. Для сталей, представленных на диаграмме, эта температура равна 727 °С. При температурах ниже 727 °С существенных превращений в сталях не наблюдается, структура, полученная при 727 °С, сохраняется при дальнейшем охлаждении сплава (вплоть до комнатной температуры). Линия PSK называется эвтектоидной. Точка S диаграммы соответствует составу эвтектоида — перлиту. Какие структурные превращения претерпевает сталь при твердом состоянии Начнем изучение этих превращений с линии GS (рис. 4.3). Точка G соответствует превращениям, происходящим в чистом железе при 911 °С. Из предыдущего известно, что при этой температуре Y-железо переходит в а-железо. У сталей этот процесс также происходит, но ввиду того, что в решетке у-железа имеется то или иное количество углерода, он протекает при более низких температурах, чем у чистого железа. [c.64]

Ледебуритом 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. При дальнейшем охлаждении из аустенита (входящего в состав ледебурита) выделяется вторичный цементит и по достижении концентрации С = 0,8% при 723° С аустенит превращается в перлит. Поэтому ниже 723° С и вплоть до комнатной температуры ледебурит состоит из темных округлых включений перлита на фоне светлого цементита (вторичного и входящего в состав ледебурита) (рис. 41, ж). Светлые крупные пластины — выделения первичного цементита. Он очень тверд [твердость по Бринеллю 6867 Мн1м (НВ700) ] и хрупок. Наличие ледебурита является структурным признаком белых чугунов. [c.78]

Первичная кристаллизация сплавов Ре— РсзС Область АСЕ охватывает сплавы, содержащие до 4,3% углерода. По линии ликвидуса АС из жидкого расплава выделяются кристаллы, твердого раствора углерода в " [-железе, т. е. аусте-нита Ре (С). На линии солидуса АЕ заканчивается кристаллизация сплавов, содержащих до 2% углерода, и образуется только аустенит Ре (С). Между линиями АС и АЕС сплавы имеют двухфазное состояние кристаллы аустенита Ре (С), изменяющие свой состав по линии АЕ, и жидкий сплав, изменяющий свой состав по линии АС. При 1130°С в аустените содержится 2% углерода (точка а в жидкой части сплава (точка С) —4,3%. При этой же температуре по линии ЕС сплавы затвердевают и содержат углерод в пределах от 2 до 4,3%. Жидкий сплав, содержащий 4,3% углерода, превращается в эвтектику, называемую ледебуритом и представляющую собой смесь кристаллов аустенита Ре. (С) и цементита РезС. [c.73]

Аустенитно-ферритные и ферритно-аустенитные швы. Феррит дендритной формы, видимый на микрошлифе сварного шва, является, как уже указывалось, первичным б-ферритом, который образуется в процессе первичной кристаллизации сварочной ванны. Это обстоятельство указьГвает на необходимость критического подхода к диаграмме состояния сплавов Р е—Сг—Ni—С, которая, как и диаграмма состояния железо—углерод отражает явления, происходящие в условиях равновесной кристаллизации и не учитывает специфических особенностей сварки — чрезвычайно больших скоростей нагрева и охлаждения металла. Отсутствие превращения б Y -> а в сварных швах при охлаждении в обычных условиях не исключает возможности превращения двухфазных аустенитно-ферритных швов в однофазные путем соответствующей термической обработки. [c.129]

Структурная диаграмма состояния Fe—РезС является сложной диаграммой, так как в сплавах железо — углерод происходят не только превращения, связанные с кристаллизацией, но и превращения в твердом состоянии. Поэтому вначале рассмотрим первичную, а затем вторичную кристаллизацию этих сплавов. [c.139]

В сплавах с содержанием углерода до 0,5% при температурах, когда железо существует в виде Fes (левый верхний угол диаграммы), процесс первичной кристаллизации будет отличаться от описанного выше. Кристаллизация этих сплавов имеет характер перитекти-ческих превращений. [c.140]

При кристаллизации сплавов по линии АВ из жидкого раствора выделяются кристаллы твердого раствора углерода в а-железе (б-раствор). Процесс кристаллизации сплавов с содержанием углерода до 0,1% заканчивается по линии АН с образованием а (б)-твердого раствора. На линии Н1В протекает перитектическое превращение, в результате которого образуется твердый раствор углерода в у-железе, т. е. аустенит. Процесс первичной кристаллизации сталей заканчивается по линии АН1Е. [c.39]

Самый низкоплавкий сплав с 4,3% С, представляющий чистую эвтектику, кристаллизуется и плавится при постоянной температуре 1147° С. Прп больших содержаниях углерода (от 4,3 до 6,67%) кристаллизация начинается с выпадения первичных кристаллов карбида железа и заканчивается также при 1147°С образованием эвтектики 7+РезС. Чистый карбид железа плавится около 1600° С, растворимостью железа в нем практически можно пренебречь. [c.146]

Диаграмма состояния Fe—Feg сложная, так как в сплавах железо — углерод происходят превращения, не только связанные с первичной кристаллизацией, но и в твердом состоянии (аллотропические превращения железа и распад твердых растворов аустенита и феррита). Поэтому вначале рассмотрим первичную, а затем вторичную кристаллизацию этих сплавов. [c.79]

Для лучшего уяснения диаграммы Ре—С проследим процесс охлаждения доэвтектоидного сплава состава / (фиг. 27). По мере охлаждения в точке а сплав начинает затвердевать, п из жидкого сплава выпадают кристаллы аустенита. Между точками а и б количество жидкости будет постепенно уменьшаться, и в точке б сплав окончательно затвердеет, получив структуру аустенита. На этом заканчивается первичная кристаллизация. До точки в аустенит охлаждается без каких-либо изменений. В точке в на линии 08 начнется вторичная кристаллизация, связанная с выделением феррита пз аустенита и переход ужелеза в а-железо. Выделение свободного феррита из твердого раствора приводит к увеличению количества углерода в остающемся аустените в точке г содержание углерода составляет 0,8% и аустенит, имеющий эвтектондную концентрацию, распадается с образованием перлита. Ниже точки г сплав при дальнейшем охлаждении ника ких изменений не претерпевает. Сплавы, содержащие 0,045—1,45% углерода, относятся к сталям. Стали, содержащие менее 0,8% углерода, будут охлаждаться аналогично рассмотренному сплаву, и структура таких сталей при медленном охлаждении будет состоять из феррита и перлита. Структура эвтектоидной стали состоит из перлита, а заэвтектоидной — из перлита и цементита. [c.75]

Превращение из жидкого состояния в твердое (первичная кристаллизация). Линия A D — ликвидус, а линия AE F — солидус. Выше линии АС сплавы системы находятся в жидком состоянии (Ж). По линии АС из жидкого раствора начинают выпадать кристаллы твердого раствора углерода в у-железе, называемого аустенитом (А) следовательно, в области АС будет находиться смесь двух фаз — жидкого раствора (Ж) и аустенита (А). По линии D из жидкого раствора начинают выпадать кристаллы цементита Щ) в области диаграммы FK находится смесь двух фаз — жидкого раствора (Ж) и цементита Щ). В точке С при массовом содержании С 4,3 % и температуре 1147 °С происходит одновременно кристаллизация аустенита и цементита и образуется их тонкая механическая смесь эвтектика, называемая в этой системе ледебуритом (Л). Ледебурит присутствует во всех сплавах с массовым содержанием С от 2,14 до 6,67%. Эти сплавы относятся к группе чугуна. [c.74]

Диаграмма состояния Ре—Ре,С представлена в упрощенном виде. Первичная кристаллизация, т.е. затвердевание жидкого сплава начинается при температурах, соответствующих линии ликвидуса АСО. Точка А на этой диаграмме соответствует температуре 1539 плавления (затвердевания) железа, точка О - температуре 1600"С плавления (затвердевания) цементита. Линия солидуса АЕСРсоответствуеттемпературам конца затвердевания. При температурах, соответствующих линииАС, из жидкого сплава кристаллизуется аустенит, а линии СВ - цементит, называемый первичным цементитом. В точке С при 1 ИТ С и содержании углерода 4,3% из жидкого сплава одновременно кристаллизуется аустенит и цементит (первичный), образуя эвтектику - ледебурит. При температурах, соответствующих линии солидуса АЕ, сплавы с содержанием углерода до 2,14% окончательно затвердевают с образованием аустенита. На линии солидуса ЕСР сплавы с содержанием углерода от 2,14 до 6,67% окончательно затвердевают с образованием эвтектики (ледебурита) и структур, образовавшихся ранее из жидкого сплава, а именно н интервале 2,14-4,3% С - аустенита, а в интервале 4,3-6,67% С цементита первичного (слг.рис. 14). [c.29]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...