Реферат: Строение и свойства компонентов, фаз и структурных составляющих железоуглеродистых сплавов - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Строение и свойства компонентов, фаз и структурных составляющих железоуглеродистых сплавов

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 182 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

 

 

 

 

 

 

 

 

 «Строение и свойства компонентов, фаз и структурных составляющих железоуглеродистых сплавов»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Железоуглеродистые сплавы

 

Железоуглеродистые сплавы ─ стали и чугуны ─ важнейшие металлические сплавы (93% всех конструкционных материалов) максимальное содержание углерода в сплавах – 6,67%

В настоящее время на смену сталям идут другие сплавы: Ti, Al, Ni, Mg-вые и неметаллические материалы. 

Стали – это сплавы Fe–C с содержанием углерода от 0,025 до 2,14%.

Чугун – сплавы Fe–C с содержанием углерода от 2,14 до 6,67%.

Стали и чугуны ─ многокомпонентные сплавы, но основной элемент это углерод.

Д.К. Чернов дал первое представление о диаграмме Fe – C.

 

2. Компоненты железоуглеродистых сплавов

 

Железо (Fe): №26 (Периодическая система элементов Д.И. Менделеева), атомная масса 55,58

атомный радиус 0,127 нм

Чистое железо (химически чистое) содержит 99,999% Fe. Технически чистое железо содержит 99,8 – 99,9% Fe

О чистоте железа судят по многим факторам (содержание% С, цветных металлов, других примесей). Температура плавления железа 1539º С. Известно три модификации железа:  (  ─ Fe,  ─ Fe,   ─ Fe).

Собственно   железо ─ имеет одно кристаллическое строение;  ─ высокотемпературная модификация, существует в интервале 1392─1539ºС;  ― низкотемпературная модификация, существует ниже 911ºС;  ─ существует в интервале 911 ─ 1392ºС

Устойчивость определенной фазы диктуется более низкой свободной энергией.  ─ Fe имеет ОЦК решетку;  ─ Fe имеет ОЦК решетку;  ─ Fe имеет ГЦК решетку.

 

 

Рисунок 1. Связь свободной энергии с типом кристаллической решетки железа

 

 -Fe ─период решетки 2,8606 ; до температуры 768ºС ─ ферромагнитно (магнитного). Точка перехода из ферромагнитного в парамагнитное состояние называют точкой Кюри (обозначают А2).

Плотность железа:  = 7,68 г./см3. Структура  и   ─ Fe:

 

 

 

 -Fe ─парамагнитно. Зерна  -Fe имеют ограненные края с наличием двойников:

 

 

 

 = 8,0–8,1 г/см3

Точка перехода  в  -Fe (I полиморфное превращение) обозначается А3=911ºС.

Точка перехода   в  -Fe (II полиморфное превращение) обозначается А4=1392ºС.

 

 

Рисунок 2. Кривая охлаждения чистого железа

 

В железе существует металлический (межатомный) тип связи. Железо является переходным металлом (не достроенная S – оболочка, достраивается d – оболочка).

Углерод (С) имеет две модификации: графит и алмаз и может быть в аморфном состоянии. Является неметаллическим (точнее полуметаллическим) материалом. Атомный номер N = 6, плотность  = 2,5 г/см3, атомная масса 12,011, температура плавления 3500º С, атомный радиус 0,77 . Графит ─ имеет слоистую гексагональную решетку. Межатомное расстояние небольшое и составляет 1,4 ; расстояние между плоскостями 3,4 . В слоях действуют сильные ковалентные связи, а между слоями слабые силы Ван дер Ваальса. (В ковалентной связи силы равняются 700 кДж/г-атом. В силах Ван дер Ваальса ─ 4 9 кДж/г-атом).

 

 

Рисунок 3. Силы связи в кристаллической решетке углерода

 

Графит – мягок, обладает высокой электропроводностью, непрозрачен и имеет металлический блеск. В алмазной модификации – существуют только ковалентные связи. Алмаз – самый твердый материал, по нему сравнивают другие элементы и твердые сплавы (в г. Алмазное производят углеродистую сажу).

 

3. Фазы в железоуглеродистых сплавах

 

В системе Fe─C различают следующие фазы: жидкий сплав, твердые растворы внедрения, химическое соединения, чистые компоненты (графит).

Твердые растворы:

Феррит (Ф) ─ различают  ─ Ф и  ─ Ф

 ─ Ф ─ твердый раствор внедрения углерода в  ─ Fe (высокотемпературном). Предельная растворимость углерода 0,1%.

 ─ Ф ─ твердый раствор внедрения углерода в   ─ Fe (низкотемпературном). Предельная растворимость углерода 0,025% при температуре 727º С. При комнатной температуре феррит растворяет только 0,006% С.

Атом углерода располагается в решетке феррита в центре грани куба, где помещается сфера радиусом 0,29R (радиуса атома железа), а также в вакансиях, и дислокациях и т.д.

 

 

Рисунок 4. Внедрение атома углерода в решетку феррита

 

Аустенит (А) ─ твердый раствор внедрения углерода в  ─ Fe. Предельная растворимость углерода ─ 2,14% при температуре 1147º С. Атом углерода в решетке  ─ Fe располагается в центре элементарной ячейки в которой может поместиться сфера радиусом 0,41R. ГЦК решетка может растворить углерода больше, чем ОЦК.

 

 

Рисунок 5. Внедрение атома углерода в решетку аустенита

 

Механические свойства.

Феррит:

  =250 н/мм2 (МПа)

  = 120 н/мм2 (МПа)

 =50%,   = 80%

НВ 80–90

Аустенит: обладает высокой пластичностью, низкими пределами текучести и прочности.

Пояснения к определению механических свойств.

 

 

 

Данный вопрос рассматривался по дисциплине сопротивление материалов:

Предел прочности:

 

 =Pмах/F0 (Н/мм2)

 

Предел текучести:

 

 = Pt/F0 (Н/мм2)

 

F0 ─ начальная площадь сечения образца (берут F0, т. к. в течении опыта в процессе деформации сечения изменяется).

Относительное удлинение:

 

 = 

 

Относительное сужение:

 

 = 

 

Твердость (НВ, HRC, HV)─ сопротивление металла небольшим пластическим деформациям.

 

 

Рисунок 6. Кристаллическая решетка цементита

 

 

Цементит (Ц) ─ химическое соединение железа с углеродом ─ карбид железа Fe3C. В цементите содержится 6,67% С. Цементит имеет сложную ромбическую решетку с плотной упаковкой атомов (рис. 6). Температура плавления цементита ─ 1250º С. Магнитные свойства цементит теряет при 217ºС. Имеет высокую твердость: > 800НВ, но очень низкую, нулевую пластичность. Цементит ─ соединение неустойчивое и при определенных условиях распадается с образованием свободного углерода в виде графита.

 

4. Структурные составляющие в железоуглеродистых сплавах

 

Перлит (П) ─ механическая смесь двух фаз, образующихся из аустенита содержащего 0,81% С ниже температуры 727 ºС в результате эвтектоидного превращения:

 

А0,81 % С  Ф0,025 % С + Ц6,67 % С

Перлит (эвтектоид)

 

Перлит (на поверхности полированного и протравленного микрошлифа) имеет перламутровый цвет, переливается всеми цветами. Перлит содержит 0,81% С. Структура перлита состоит из чередующихся пластинок Ц и Ф.

 

 

Рисунок 7. Микроструктура перлита

 

Специальной обработкой (термической) может быть получен зернистый перлит. Перлит встречается в сталях и чугунах.

Ледебурит ─ механическая смесь двух фаз: аустенита и цементита, образующихся в результате эвтектического превращения жидкой фазы содержащей 4,32% С при 1147º С:

 

Ж4,32 % С А2,14 % С + Ц(Fe3C)6.37 % С

Ледебурит (эвтектика)

 

 

Рисунок 8. Микроструктура ледебурита (сразу после эвтектического превращения)

 

Ниже 727º С аустенит входящий в ледебурит испытывает эвтектоидное превращение, т.е. превращается в перлит.

Таким образом, в интервале температур:

1147º С – 727º С ─ Л (А+Ц);

727º С – tкомн º С ─ Л (П+Ц).

Ледебурит назван в честь немецкого ученного ─ Ледебура.

 

 

 

Литература

 

1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М., 1972, 1980.

2. Гуляев А.П. Металловедение. М., 1986.

3. Антикайн П.А. Металловедение. М., 1972.8 11 «Строение и свойства компонентов, фаз и структурных составляющих железоуглеродистых спл а вов» 1. Железоуглеродистые сплавы Железоуглеродистые сплавы

1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Москва, новости науки и техники: Гугл-мобиль застрял в Яндекс-пробке...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по технологиям "Строение и свойства компонентов, фаз и структурных составляющих железоуглеродистых сплавов", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru