Изотермическое превращение аустенита

Большое значение для понимания сущности описываемых ниже процессов термической обработки стали имеют проведенные в последнее время исследования поведения переохлажденного аустенита при различных температурах ниже Аr1. Успехами в этой области мы обязаны прежде всего работам выдающегося советского металловеда С. С. Штейнберга и его учеников.

Эти работы показали, что аустенит стали, быстро перенесенной от высоких температур в те или иные изотермические среды — расплавленные металлы или соли с температурой ниже Аr1, ведет себя различно в зависимости от температуры изотермической среды. Обнаружилось, что превращение аустенита начинается не сразу, а только через некоторый промежуток времени — «инкубационный период», причем величина этого инкубационного периода, а также скорость превращения аустенита сильно изменяются с изменением температуры среды. Для углеродистой стали быстрее всего начинается и идет превращение при температуре среды 550°, а при более низких температурах превращение сильно замедляется, и при температуре около 350 — 400° аустенит в стали сохраняется в течение нескольких минут. С понижением температуры изотермической среды изменяются и продукты превращения аустенита. Чем ниже эта температура, тем продукты распада тоньше, возникающие структуры подобны рассмотренным выше структурам — сорбиту и трооститу.

Категория: Рефераты / Производство

 

Микроструктура медленно охлажденной стали

Доэвтектоидные стали состоят из феррита и перлита; с увеличением содержания в них углерода количество феррита уменьшается, а количество перлита возрастает. Сплавы, близкие по составу к чистому железу, состоят из зерен феррита с небольшим включением перлита; сплавы, близкие к эвтектоидному составу, состоят из перлита с небольшим количеством феррита.

На фиг. 96 дана микрофотография литого железа с содержанием 0,07% С; темные включения представляют перлит.

На фиг. 97 дан микроснимок шлифа литого железа, содержащего 0,20% С; здесь темные включения перлита занимают большую площадь, чем на предыдущей фигуре.

 

Микроструктура медленно охлажденной стали

 

 

Категория: Рефераты / Производство

 

Ликвация и влияние примесей на свойства стали

До сих пор сталь рассматривалась нами как сплав железа с углеродом. Действительно, свойства стали главным образом определяются содержанием в ней углерода. Однако практически при выплавке углеродистой стали в нее неизбежно вносится ряд иных элементов — примесей (например, за счет состава шихтовых материалов). Из них наиболее значительное место занимают кремний, марганец, сера, фосфор и кислород.

 

Некоторые из этих элементов способны образовывать с железом твердые растворы заметной концентрации (фосфор, кремний, марганец), другие — сера, кислород, не растворяясь в железе в заметных количествах, образуют химические соединения. Согласно ОСТ содержание примесей в углеродистой стали не должно превышать нескольких десятых (Si, Мn) или сотых долей процента (Р, S, О).

Сера и фосфор (и кислород) являются, безусловно, вредными примесями в стали1. Их вредное влияние еще более усиливается при неравномерном распределении их по объему металла.

При затвердевании стали слиток может получиться неоднородным по химическому составу.

Категория: Рефераты / Производство

 

Кристаллизация стали и строение стального слитка

Кристаллизация стали начинается с возникновения в жидкой массе центров кристаллизации, от которых начинается рост кристаллов. Величина кристаллических зерен находится в зависимости от количества центров кристаллизации и от скорости роста отдельных кристаллов. Чем больше возникает кристаллизационных центров и чем меньше скорость роста кристаллов, тем мелкозернистее будет структура затвердевшего сплава.

При малой скорости возникновения центров кристаллизации и быстром росте кристаллов получается крупнозернистая структура.

Так как для стали с понижением температуры количество центров кристаллизации увеличивается весьма быстро, то с увеличением скорости охлаждения жидкой стали можно получить мелкозернистую структуру.

Категория: Рефераты / Производство

 

Диаграмма состояния сплавов железа с углеродом

Диаграмма состояния сплавов железа с углеродом совмещает с себе все ранее рассмотренные типы диаграмм; в частности, она является диаграммой сплавов, способных к образованию химического соединения, каковым здесь

Диаграмма состояния сплавов железа с углеродом

является Fe3C (при содержании в сплаве 6,67% С) Рассматриваемая ниже диаграмма представляет собой лишь часть всей еще не изученной полностью диаграммы состояния сплавов железа с углеродом.

Диаграмма состояния сплавов железа с углеродом строится обычным способом, т.е. путем перенесения критических точек с кривых охлаждения сплавов железа с различным содержанием углерода на плоскость, где по оси X откладывается содержание углерода в сплаве, а по оси Y — температура.

Категория: Рефераты / Производство

 

Критические точки железа и железоуглеродистых сплавов

Кривые охлаждения и нагрева чистого железа представлены на фиг. 85. На них видим четыре критические точки: для кривой нагрева 770, 910, 1390 и 1539°; для кривой охлаждения 1539, 1390, 906 и 770°. Критическая точка 1539° соответствует переходу железа из жидкого состояния в твердое и из твердого в жидкое; температура 770° является температурой точки Кюри, остальные критические точки указывают на структурные превращения железа в твердом состоянии.

Неполное совпадение второй снизу критической точки на кривой охлаждения с аналогичной точкой на кривой нагрева указывает на склонность железа к переохлаждению (гистерезису) при переходе через эту критическую точку.

Обозначая различные модификации железа соответствующими буквами греческого алфавита, имеем: 1) a-Fe—при нагреве до 910°; y-Fe — от 910 до - 1390° и б-Fe — от 1390 до 1539°; 2) б-Fe — при охлаждении в интервале температур от 1539 до 1390°; y-Fe — от 1390 до 906°; a-Fe— от 906° и ниже. При 770° железо претерпевает магнитное превращение.

Категория: Рефераты / Производство

 

Сплавы железа с углеродом

Атомный вес железа (Fe) 55,8; удельный вес 7,87; температура плавления 1539°; цвет серебристо-белый; коэффициент линейного расширения при нагреве от 0 до 100° 11,7* 10-6, теплоемкость от 0 до 100° 0,1 кал/г °С; теплопроводность 0,19 кал/см . сек °С; электросопротивление 0,099 ом*мм2/м. Железо кристаллизуется в кубической системе.

Чистое железо получают обычно путем электролиза; содержание примесей в одном из наиболее чистых образцов железа, полученного путем электролиза, составляет 0,004% С; 0,002% Мn, 0,004% S и 0,003% Р. Такое железо имеет белый цвет, очень ковко, мягко.

Предел прочности электролитического железа составляет 25—30 кг/мм2, твердость по Бринелю 80.

Электролитическое железо обладает высокой магнитной проницаемостью.

Категория: Рефераты / Производство

 

Правило фаз сплава

Сплавы можно рассматривать как совокупность компонентов, связанных между собой силами межатомного или межмолекулярного притяжения и отталкивания. Если сплав находится в таком состоянии, которое отвечает минимальному термодинамическому потенциалу при данных температуре и давлении, составляющие сплав вещества не обнаруживают стремления к взаимным перемещениям. Такое состояние является устойчивым, равновесным.

При изменении внешних условий — температуры и давления — в сплаве могут происходить превращения — переход из твердого состояния в жидкое, взаимное растворение компонентов, аллотропические превращения, образование химических соединений. Все эти превращения всегда направлены к тому, чтобы система сплава снова пришла в устойчивое состояние, нарушенное изменением внешних условий.

Как было сказано ранее, фазой называют физически и химически однородную часть сплава, которая отделена от других однородных частей сплава «поверхностью раздела». Следовательно, сплав в жидком состоянии представляет собой обычно однофазную систему. Сплав, состоящий из смеси кристаллов двух твердых растворов, имеет две фазы; сплав, являющийся однородным твердым раствором, однофазен и т. д.

Категория: Рефераты / Производство

 

Главные типы диаграмм состояния двойных сплавов

Так как свойства металлов и сплавов определяются не только их химическим составом, но также и структурой и так как всякое структурное изменение в них происходит при соответствующей температуре, то для изучения, свойств металлов и сплавов важно знать их критические точки.

Ввиду того что законы равновесия между фазами, которым подчиняются сплавы и растворы солей в воде, аналогичны, изучение явлений, происходящих при охлаждении сплавов, удобно начинать с изучения явлений, происходящих при охлаждении соляных растворов.

Построим кривые охлаждения для растворов поваренной соли в воде с содержанием соли 0; 10; 15; 23,5 и выше 23,5% и сгруппируем их на одной диаграмме (фиг. 63).

 

 

Кривая I представляет собой уже известную нам кривую охлаждения чистой воды,ее критическая точка 0°; при этой температуре начинается и заканчивается процесс кристаллизации воды. Кривая II изображает изменения температур с течением времени при охлаждении соляного раствора, содержащего 10% NaCl; рассматривая эту кривую, видим, что изменение направления кривой происходит не при 0°, а только при — 8° (точка А кривой II), после чего кривая принимает несколько более пологое, чем на вышележащем участке, направление. Когда температура опустится до —22°, произойдет температурная остановка (участок ВС кривой II). Исследуя физическую сторону явления, можно убедиться в том, что, начиная от точки А до точки В кривой ll, из соляного раствора выделяются кристаллы

льда, и концентрация раствора, постепенно повышаясь, доходит до 23,5% В течение времени, равного участку ВС кривой II, при температуре —22° происходит кристаллизация и воды и соли одновременно, при этом концентрация жидкого маточного раствора сохраняется в течение всего времени замерзания постоянной.

Категория: Рефераты / Производство

 

Основные сведения из теории сплавов

При определенном химическом составе свойства сплава определяются его структурой, а структура в свою очередь определяется характером обработки, которой был подвергнут сплав.

Свойства сплавов устанавливают лабораторным испытанием. Структуру сплава определяют по виду излома или травленого шлифа под микроскопом, а также исследуют рентгеновским методом.

Изучая одновременно свойства сплава и его структуру и зная, какой термической или механической обработке подвергался изучаемый сплав, можно установить для каждого сплава зависимость между его свойствами, структурой и обработкой. Когда такая зависимость установлена, можно по свойствам образца сплава определенного химического состава сделать выводы относительно его структуры и обработки, которой образец подвергался; или же, установив структуру образца сплава определенного химического состава, можно определить его свойства и обработку. Эта зависимость лучше всего может быть выражена графически в виде соответствующих диаграмм. Особенно плодотворным оказывается применение графического метода при изучении зависимости между химическим составом сплава, его структурой и термической обработкой.

Категория: Рефераты / Производство