Железоуглеродистые сплавы

Железоуглеродистые сплавы

Сталь– это сплавы железа с углеродом и другими элементами (кремний, марганец, сера и фосфор), содержащие до 2,14 % углерода.

Чугун- сплав железа с углеродом и другими элементами, содержащий углерода более 2,14%.

Углерод в чугуне может находиться в химическом соединении с железом Fe₃C - белый чугун; или в свободном состоянии в виде графита – серый чугун.

В железоуглеродистые сплавы входят различные структурные составляющие, свойства которых определяют свойства сталей и чугунов.

Аустенит— твердый раствор углерода до 2,14% в γ-железе. Кристаллическая решетка аустенита - гранецентрированный куб. Аустенит обладает высокой пластичностью и низкой твердостью, хорошо поддается горячей обработке давлением (ковке, штамповке и прокатке). На диаграмме аустенит обозначается буквой А.

Феррит—твердый раствор углерода в а - железе. В феррите растворяется очень мало углерода (до 0,02 %). Кристаллическая решетка феррита— объемно-центрированный куб. Феррит обладает высокой пластичностью и низкой твердостью, хорошо поддается обработке давлением в холодном состоянии (волочению, штамповке). Чем больше феррита в сплавах, тем они мягче и пластичнее. На диаграмме феррит обозначается буквой Ф.

Цементит— самая твердая и хрупкая составляющая железоуглеродистых сплавов — представляет собой химическое соединение железа и углерода (карбид железа Fe₃C), содержащее 6,67 % углерода. Кристаллическая решетка цементита сложная. Чем больше цементита в железоуглеродистых сплавах, тем они тверже и хрупче. На диаграмме цементит обозначается буквой Ц.

Перлит— механическая смесь феррита и цементита, содержащая 0,83 % углерода. Перлит образуется при распаде аустенита при температуре 723°С. Перлит — называется эвтектоидом. Перлит обладает высокой прочностью и твердостью. Чем мельче включения феррита и цементита в перлите, тем выше показатели его механических свойств. Поэтому, чем больше перлита в сплаве, тем выше показатели механических свойств сплава. На диаграмме перлит обозначается буквой П.

Ледебурит— механическая смесь аустенита и цементита, образующаяся при кристаллизации жидкого сплава с содержанием углерода 4,3 % при постоянной температуре 1147°С (точка С на диаграмме). Ледебурит — называется эвтектикой. Ледебурит обладает большой хрупкостью и высокой твердостью, хорошими литейными свойствами. Ледебурит содержится во всех высокоуглеродистых сплавах, называемых белыми чугунами. На диаграмме ледебурит обозначается буквой Л.

Микроструктуры типичных железоуглеродистых сплавов:

а — феррит, б — доэвтектоидная сталь, в — эвтектоидная сталь, г — заэвтектоидная сталь, д — доэвтектический белый чугун, е — эвтектический белый чугун, ж — заэвтектический белый чугун;

Ф — феррит, Л — перлит, Ц₁— первичный цементит, Ц_ІІ — вторичный цементит, Л—ледебурит

12 Следующая ⇒