Сплавы железа с углеродом
Диаграмма состояний сплавов железо-углерод (рис.21.) характеризует фазовый состав и превращения в системе.
Железо и углерод – полиморфные элементы и разных частях диаграммы существуют разные кристаллические фазы и структуры, обозначенные буквами.
Ф – феррит или α-железо, твердый раствор углерода в α-железе, мягкая, пластичная фаза, имеет ОЦК решетку. Существуют области феррита при высокой и при низкой температуре. Растворимость углерода в феррите мала, при низких температурах составляет 0,02%. Высокотемпературный феррит часто называют δ-железом.
А – аустенит или Ж-железо, это твердый раствор углерода в γ-железе, имеет ГЦК решетку, пластичен, его твердость НВ = 2000 МПа .Растворимость углерода в аустените достигает 2,14%.
Ц – цементит или соединение Fe3C. Содержание углерода 6,69%. Это очень твердая и хрупкая фаза. НВ = 8000 МПа.
С – точка эвтетики, механическая смесь фаз аустенита и цементита, содержание углерода 4,3% .
Л – Ледебурит – эвтектическая смесь аустенита и цементита, содержит чередующиеся зерна фаз цементита и аустенита. Ледебурит твердый, хрупкий и непластичный. НВ = 6000 МПа
S – эвтектоидная точка, механическая смесь фаз феррита и цементита. Соответствует содержанию углерода 0.8%
П – Перлит – эвтектоидная смесь феррита и цементита. Пластичен = 16%, твердость НВ = 2200 МПа.
Ледебурит и перлит оказывают сильное влияние на свойства сплавов, поэтому их рассматривают как самостоятельные структурные составляющие. Эта диаграмма делит сплавы на две группы.
1. Первая до 2.14% С - сплавы называются сталями
2. Вторая более 2.14% С – сплавы называются чугунами.
В структуре чугунов присутствует твердый и хрупкий ледебурит, что обуславливает их непригодность к обработке давлением и затрудняет резание.
Чугуны в зависимости от содержания углерода также делятся
– доэвтектические чугуны < 4.3% С
– заэвтектические чугуны > 4.3% С
Лекция 1.5.2. Классификация конструкционных сталей.
Существует огромное количество марок сталей с разнообразными свойствами. В СССР их выпускалось более 2000 марок. Перечисление их характеристик занимает 20 томов. Из-за такого разнообразия свойств сталь стала основным конструкционным материалом, который отвечает предъявляемым требованиям машиностроения, промышленности и строительства. Не зря XX век к называют веком стали.
Стали классифицируют по различным признакам: по назначению, химическому составу, качеству и т.д. Рассмотрим маркировку и общие характеристики некоторых сталей.