Управление образования южно казахстанской области
жүктеу/скачать 2.35 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Тема 1.2 Сплав железа с углеродом Сплавы железа. Деление железоуглеродистых сплавов на стали и чугуны
- Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов и их свойства.
- Влияние примесей на качество стали
| Контрольные вопросы :
Общие понятия и значения электроизоляционных материалов. Достижения современной отечественной и зарубежной техники в созданий новых материалов. Сплавы и их структура строение атомов. Тема 1.2 Сплав железа с углеродом Сплавы железа. Деление железоуглеродистых сплавов на стали и чугуны Сплавляя железо с углеродом и варьируя содержание компонентов, получают сплавы с различными структурой и свойствами. Сплавы, в которых углерода менее 0,02%, называются технически чистым железом(армко-железо). Техническое железо имеет высокую магнитную проницаемость ( m= 4500 Гс/Э). Оно является электротехническим магнитно-мягким материалом (марки Э, ЭА, ЭАА) и применяется для сердечников, полюсных наконечников, электромагнитов, пластин аккумуляторов. Железоуглеродистые сплавы - сплавы железа Fe (основной компонент) с углеродом С. Различают чистые железоуглеродистые сплавы (со следами примесей), получаемые в небольших количествах для исследовательских целей, и технические железоуглеродистые сплавы, содержащие примеси, легирующие элементы и специальные добавки. В зависимости от содержания углерода эти славы делятся на стали и чугуны. Сталь— железоуглеродистый сплав, в котором углерода содержится до 2%. Сталь обладает высокой прочностью и твердостью, хорошо сопротивляется ударным нагрузкам. Сталь можно ковать, прокатывать, легко обрабатывать на металлорежущих станках. Стальные изделия хорошо свариваются. Чугун— железоуглеродистый сплав с содержанием углерода свыше 2%. В технике наибольшее применение получили чугуны, имеющие от 2,4 до 3,8% углерода. Чугун более хрупок, чем сталь, он хуже сваривается, но обладает лучшими литейными свойствами. Поэтому изделия из чугуна получают исключительно литьем. Большая часть чугуна идет на переплавку в сталь. Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов и их свойства. Компонентами железоуглеродистых сплавов являются железо, углерод и цементит. Железо технической чистоты обладает невысокой твердостью (80 НВ) и прочностью (предел прочностиσВ=250 МПа) и высокими характеристиками пластичности (относительное удлинение δ=50%). Углеродотносится к неметаллам. Обладает полиморфным превращением, в зависимости от условий образования существует в форме графита с гексагональной кристаллической решеткой (температура плавления – 3500 0С, плотность – 2,5 г/см3) или в форме алмаза со сложной кубической решеткой с координационным числом равным четырем (температура плавления – 5000 0С). В сплавах железа с углеродом углерод находится в состоянии твердого раствора с железом и в виде химического соединения – цементита (Fe3C), а также в свободном состоянии в виде графита (в серых чугунах). Цементит (Fe3C) – химическое соединение железа с углеродом (карбид железа), содержит 6,67 % углерода. Цементит имеет высокую твердость (более 800 НВ, легко царапает стекло), но чрезвычайно низкую, практически нулевую, пластичность. Такие свойства являются следствием сложного строения кристаллической решетки. В системе железо – углерод существуют следующие фазы: жидкая фаза, феррит, аустенит, цементит. Жидкая фаза. В жидком состоянии железо хорошо растворяет углерод в любых пропорциях с образованием однородной жидкой фазы. Феррит (Ф)Feα (C) – твердый раствор внедрения углерода в α-железо. Свойства феррита близки к свойствам железа. Он мягок (твердость – 130 НВ, предел прочностиσВ=300 МПа) и пластичен (относительное удлинение δ=30%), магнитен до 768oС. Аустенит (А)Feγ (С) – твердый раствор внедрения углерода в γ-железо. Аустенит имеет твердость 200…250 НВ, пластичен (относительное удлинение δ=40…50%), парамагнитен. С ростом содержания углерода в структуре стали увеличивается количество цементита, при одновременном снижении доли феррита. Изменение соотношения между составляющими приводит к уменьшению пластичности, а также к повышению прочности и твердости. Прочность повышается до содержания углерода около 1%, а затем она уменьшается, так как образуется грубая сетка цементита вторичного. Углерод влияет на вязкие свойства. Увеличение содержания углерода повышает порог хладоломкости и снижает ударную вязкость. Повышаются электросопротивление и коэрцитивная сила, снижаются магнитная проницаемость и плотность магнитной индукции. Углерод оказывает влияние и на технологические свойства. Повышение содержания углерода ухудшает литейные свойства стали (используются стали с содержанием углерода до 0,4 %), обрабатываемость давлением и резанием, свариваемость. Следует учитывать, что стали с низким содержанием углерода также плохо обрабатываются резанием. Влияние примесей на качество стали В сталях всегда присутствуют примеси, которые делятся на четыре группы: 1) Постоянные примеси: кремний, марганец, сера, фосфор. Марганец и кремний вводятся в процессе выплавки стали и являются технологическими примесями. Содержание марганца не превышает 0,5…0,8 %. Повышает прочность, не снижая пластичности, и резко снижает красноломкость стали, вызванную влиянием серы. При содержании марганца более 1,8% сталь становится хрупкой. жүктеу/скачать 2.35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|