Файл: Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева.odt
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 72
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. АлексееваКафедра «Материаловедение»Домашняя работа по материаловедению №2Анализ фазовых превращений в железоуглеродистых сплавахВариант ВыполнилСтудент группы С22-ЛА-1Тевянов Тимур ОлеговичПроверилПреподавательБетина Тамара АлександровнаНижний Новгород 2023 годЗадание: выполнить анализ фазовых превращений, происходящих при медленном охлаждении из области состояния до комнатной температуры в сплаве состава x1=3,5% C системы железо-углерод1. Характеристика диаграммы состоянияДиаграмма 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 А12) 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 сплавовАустенит-твердый раствор внедрения углерода в y-железе.В растворенном состоянии в сплавах аустенит существует до 727 CМаксимальное содержание углерода в твердом растворе 2,14 %Феррит-твердый раствор внедрения углерода в a-железе Образуется при разложении аустенита ниже 911 CМаксимальное содержание углерода-0.02Цементит-хим соединение Fe3CТемпература плавления-1600 ССодержание углерода-6.67%Различают 3 вида цементитаПервичный-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 СПерлит-эвтектоидная(механическая) смесь феррита и вторичного цементитаСодержание 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 фазИзучение диаграммы состояния железоуглеродистых сплавовХарактеристика и определение линий диаграммы состоянияАВСД-линия ликвидус начало первичной кристаллизацииAHIECF-линия ликвидус-окончание первичной кристаллизацииGSE-начало вторичной кристаллизации (перекристаллизация)PSK-окончание вторичной кристаллизации для сталей и перекристаллизации для чугунов, эвтектоидная стальHIB-перитектическая стальECF-эвтектическая горизонтальHJB-перитектическая горизонтальSE-линия растворимости углерода в y-железеPQ-линия растворимости углерода в a-железеХарактеристика 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-перлитаС- эвтектоидная точка образования механической смеси аустенита и первичного цементита(ледебурита) из расплава; l-перетектическая точка образования твердого раствора аустенита из феррита и жидкостиG-температура перехода а-железа в у-железаN-температура перехода у-железа в ծ-железо2. Анализ фазовых превращений в сплаве X1=3,5%C2.1 Подсчитаем число степеней свободы С для сплава Х1=3,5%С при различных температурах по правилу фаз С=К-Ф+1Число компонентов К=2 (железо, углерод)Число фаз Ф и степеней свободы С
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%
Составляющих железоуглеродистых сплавовАустенит-твердый раствор внедрения углерода в y-железе.В растворенном состоянии в сплавах аустенит существует до 727 CМаксимальное содержание углерода в твердом растворе 2,14 %Феррит-твердый раствор внедрения углерода в a-железе Образуется при разложении аустенита ниже 911 CМаксимальное содержание углерода-0.02Цементит-хим соединение Fe3CТемпература плавления-1600 ССодержание углерода-6.67%Различают 3 вида цементитаПервичный-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 СПерлит-эвтектоидная(механическая) смесь феррита и вторичного цементитаСодержание 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 фазИзучение диаграммы состояния железоуглеродистых сплавовХарактеристика и определение линий диаграммы состоянияАВСД-линия ликвидус начало первичной кристаллизацииAHIECF-линия ликвидус-окончание первичной кристаллизацииGSE-начало вторичной кристаллизации (перекристаллизация)PSK-окончание вторичной кристаллизации для сталей и перекристаллизации для чугунов, эвтектоидная стальHIB-перитектическая стальECF-эвтектическая горизонтальHJB-перитектическая горизонтальSE-линия растворимости углерода в y-железеPQ-линия растворимости углерода в a-железеХарактеристика 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-перлитаС- эвтектоидная точка образования механической смеси аустенита и первичного цементита(ледебурита) из расплава; l-перетектическая точка образования твердого раствора аустенита из феррита и жидкостиG-температура перехода а-железа в у-железаN-температура перехода у-железа в ծ-железо2. Анализ фазовых превращений в сплаве X1=3,5%C2.1 Подсчитаем число степеней свободы С для сплава Х1=3,5%С при различных температурах по правилу фаз С=К-Ф+1Число 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%