критическая кривая охлаждения

Цель работы: Научиться строить кривую охлаждения железоуглеродистого сплава с определенным содержанием углерода по диаграмме состояния сплавов; пояснять структурные превращения для заданного сплава в критических точках кривой охлаждения.

Задание:
1. По диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов (рисунок 1.1) построить кривую охлаждения для сплава с указанным в таблице 1.1 содержанием углерода.
2. Провести анализ структурных превращений для заданного сплава в критических точках кривой охлаждения.

Исходные данные:
Вариант Содержание углерода в сплаве
13 3,8

Решение:
По диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов
(рисунок 1.1) построить кривую охлаждения для сплава с содержанием углерода 3,8% с последующим анализом структурных превращений.




Рисунок 1.1 – Диаграмма состояния

Для заданного сплава по диаграмме состояния критические точки будут при температурах 1200, 1147 и 727°С Данный сплав представляет собой доэвтектический чугун.
При температурах выше 1200°С сплав находится в жидком состоянии.
При температуре 1200°С в сплаве начинают образовываться твердые частицы аустенита.
При температуре 1147°С сплав полностью переходит в твердое состояние. Структура состоит из включений аустенита, цементита и ледебурита.
При температуре 727°С аустенит перекристаллизуется в перлит, поэтому структура сплава при более низких температурах состоит из перлита и включений цементита и ледебурита.

Вывод: (Ответ:):
В ходе выполнения практической работы научились строить кривую охлаждения железоуглеродистого сплава с содержанием углерода 3,8% по диаграмме состояния сплавов, а такж пояснили структурные превращения для заданного сплава в критических точках кривой охлаждения.


Контрольные вопросы
1. Дать определение следующим терминам: - структура;- кривая охлаждения;- критическая точка;- диаграмма состояния сплавов;- солидус;- ликвидус;
Структура - форма, размер и характер взаимного расположения фаз в сплаве.
Кривая охлаждения - линейный график, представляющий изменение фазы вещества, обычно из газовой в твердую или из жидкой в твердую.
Критическая точка - конечная точка кривой сосуществования фаз (фазовой границы), которая описывает на фазовой диаграмме термодинамическое равновесие двух фаз вещества.
Диаграмма состояния сплавов - графическое изображение зависимости фазового состава (структуры) сплава от температуры и концентрации компонентов
Солидус - линия на фазовых диаграммах, объединяющая для различных соотношений компонентов температуры, при которых происходит окончательная кристаллизация сплава.
Ликвидус - линия полного плавления твёрдых фаз. Линия, выше которой находится только жидкость.
2. Какие структурные составляющие могут присутствовать в железоуглеродистых сплавах и что они собой представляют?
В железоуглеродистых сплавах могут присутствовать следующие структурные составляющие:
1) Феррит - твёрдый раствор внедрения углерода и других элементов в α-железе. Имеет объёмно-центрированную кубическую решётку. Феррит высокопластичен и мягок, хорошо обрабатывается давлением в холодном состоянии.
2) Аустенит - твёрдый раствор углерода и других элементов в γ-железе. Существует только при высоких температурах. Предельная растворимость углерода в γ-железе 2,14% при температуре 1147°С и 0,8% при 727°С. Аустенит высокопластичен, но более твёрд, чем феррит.
3) Цементит - химическое соединение железа с углеродом (карбид железа Fe3C). В цементите содержится 6,67% углерода. Температура плавления цементита около 1600°С. Имеет сложную кристаллическую решётку.
3. Как построить диаграмму состояния сплавов?
Диаграмму состояния строят в координатах температура-концентрация. Линии диаграммы разграничивают области одинаковых фазовых состояний. Вид диаграммы зависит от того, как взаимодействуют между собой компоненты.
4. Что можно узнать по диаграмме состояния сплавов?
По диаграмме состояния сплавов можно узнать следующее:
- ревращения в сплавах при нагревании и охлаждении,
- структуру сплава при данной температуре,
- температуру начала и конца кристаллизации,
- режимы термической обработки,
- температурные интервалы литья,
- температурные интервалы обработки давлением.
Также диаграмма состояния позволяет определить составы фаз и их относительное количество для сплава заданного химического состава, находящегося при определённой температуре