Нижегородский государственный технический университет

им. Р. Е. Алексеева

Кафедра «Материаловедение»

Домашняя работа по материаловедению №2

Анализ фазовых превращений в железоуглеродистых сплавах

Вариант

Выполнил

Студент группы С22-ЛА-1

Тевянов Тимур Олегович

Проверил

Преподаватель

Бетина Тамара Александровна

Нижний Новгород 2023 год

Задание: выполнить анализ фазовых превращений, происходящих при медленном охлаждении из области состояния до комнатной температуры в сплаве состава x1=3,5% C системы железо-углерод



1. Характеристика диаграммы состояния

Диаграмма состояния 2-х компонентной системы Fe-C представлена на рис. 1.

Метастабильная диаграмма состояния Fe-C-эта диаграмма относится к случаю полной растворимости компонентов в жидком состоянии выше линии ликвидуса ABCD и ограниченной растворимости углерода в железе в твердом состоянии.

На диаграмме состояния имеются так же горизонтальные линии трехфазных равновесий при постоянных температурах, где в равновесном состоянии существуют 3 фазы.

1) При tнв происходит перитектическое превращение:

Жв+Фн А1

2) При t(ECF) происходит эвтектическое превращение:

Жс е(Ае+Ц1)(эвтектика-ледебурит)

3) Аs Э(Фр+Ц)(эвтектоидный перлит)

Компоненты-это составляющие сплавов, имеющие свои физические и механические свойства.

Компонентами черных металлов являютсяя железо Fe и C углерод.

Фазой называется однородная часть системы(сплава), имеющая свои физические и механические свойства, отделенная от других частей поверхностью раздела при переходе через которую хим состав или структура сплава изменяются скачкообразно.

Определение и характеристика структурных

---

Составляющих железоуглеродистых сплавов

Аустенит-твердый раствор внедрения углерода в y-железе.

В растворенном состоянии в сплавах аустенит существует до 727 C

Максимальное содержание углерода в твердом растворе 2,14 %

Феррит-твердый раствор внедрения углерода в a-железе

Образуется при разложении аустенита ниже 911 C

Максимальное содержание углерода-0.02

Цементит-хим соединение Fe3C

Температура плавления-1600 С

Содержание углерода-6.67%

Различают 3 вида цементита

Первичный-Ц1, образующийся при твердеют жидкости в сплавах с содержанием углерода более 4.3%

Вторичный-Ц2, образующийся при разложении аустенита в сплавах, содержащих углерод от 0.8 до 2.14%

Третичный-Ц3, образующийся при выделении углерода из феррита при понижении температуры от 727 до 0 С

Перлит-эвтектоидная(механическая) смесь феррита и вторичного цементита

Содержание углерода-0.8 %

Ледебурит-эвтектическая(механическая) смесь аустенита и цементита

Содержание углерода-4.3%

Запишем фазовые превращения, происходящие при медленном охлаждении сплава Х1, с указанием температур превращений и соответствующих концентрации фаз

Изучение диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов

Характеристика и определение линий диаграммы состояния

АВСД-линия ликвидус начало первичной кристаллизации

AHIECF-линия ликвидус-окончание первичной кристаллизации

GSE-начало вторичной кристаллизации (перекристаллизация)

PSK-окончание вторичной кристаллизации для сталей и перекристаллизации для чугунов, эвтектоидная сталь

HIB-перитектическая сталь

ECF-эвтектическая горизонталь

HJB-перитектическая горизонталь

SE-линия растворимости углерода в y-железе

PQ-линия растворимости углерода в a-железе

Характеристика и определение основных точек диаграммы состояния:

---

Д-температура плавления цементита(1600 С)

А-температура плавления чистого железа (1539 С)

Е-характеризует предел растворимости углерода в аустените и разделяет диаграмму на стали (левее точки Е) и чугуны (правее точки Е)

S-эвтектоидная точка образования механической смеси феррита и вторичного цементита-перлита

С- эвтектоидная точка образования механической смеси аустенита и первичного цементита(ледебурита) из расплава; l-перетектическая точка образования твердого раствора аустенита из феррита и жидкости

G-температура перехода а-железа в у-железа

N-температура перехода у-железа в ծ-железо

2. Анализ фазовых превращений в сплаве X1=3,5%C

2.1 Подсчитаем число степеней свободы С для сплава Х1=3,5%С при различных температурах по правилу фаз С=К-Ф+1

Число компонентов К=2 (железо, углерод)

Число фаз Ф и степеней свободы С

Т	Число фаз	Степени свободы	Фазовые превращения	Структурные превращения
T-T1	1(Ж)	2	Ж → Ж	Ж → Ж
T2	2(Ж,А)	1	Ж → Ж+А	Ж → Ж+А
T.2	3(Ж,А,Ц)	0	Ж+А → А+Ц	Ж+А → А+Ц
T3	2(А,Ц)	1	А+Ц → А+Ц	А+Ц → А+Ц
T=T3	3(А,Ц,Ф)	0	А+Ц → Ц +(Ф+Ц )	А+Ц → Ц +П
T	2(Ф,Ц)	1	Ц +(Ф+Ц ) → Ц +(Ц +(Ф+Ц ))	Ц +П → Ц +П+Ц +Л+Ц

---

2.2 С учетом полученных данных о температурах зарисуем схему кривой охлаждения сплава Х1=3,5%С (рис 1)

3. Количественные расчеты для сплава Х1=3,5%С по правилу отрезков.

Правило отрезков в двойных диаграммах состояния можно применить только в двухфазных областях.

В точке Y(Ф,Ц)

Qф=(x-5/4-5)*100% В точке Х(Ф,Ц)

Qa=(4-x/4-5)*100% Qф=(x-5/4-5)*100%

Конода (4-5) Qц=(4-x/4-5)*100%

---

Смотрите также файлы

• Анализ и оценка созданной предметноигровой среды дс 410 Воспитатель Капустина Ирина Вячеславовна.docx

• Роль декоративного искусства в жизни древнего общества.doc

• Автор учебника А. А. Вигасин, Г. И. Годер, И. С. Свенцицкая Тема Письменность и знания древних египтян Дата 23. 10. 2015 г. Учитель Казначеев С. Г.doc

• Планируемые изменения инфраструктуры направленных на обеспечение развития моу сш 2 р п.doc

• Водное поло.docx