Основные элементы микроструктуры железо - углеродистых сплавов
Фазы в железо - углеродистых сплавах
1. Феррит
Феррит - твердый раствор углерода в a-Fe.
Различают две разновидности феррита:
- низкотемпературный - Fea(C);
- высокотемпературный - Fed(C);
У них обоих одинакова кристаллическая решетка - объемоцентрированная кубическая ОЦК, разница в периоде решетки.
В техническихсплавах в феррите могут растворяться другие примеси, например: Si, Mn, S, P.
Феррит - твердый раствор внедрения углерода. Углерод располагается в октаэдрических пустотах (порах) решетки (рис.3).
Рисунок 3 – Решетка феррита и аустенита
Максимальная растворимость углерода в Fea - 0,02%С при комнатной температуре растворимость уменьшается до 0,006%С (точки P и Q).
Вид феррита под микроскопом: светлые равноосные полиэдрические зерна (рис.4,5).
Форма существования феррита:
- в виде зерен;
- в виде сетки по границам зерен разной толщины (в зависимости от содержания углерода);
- в виде пластин или игл (видманштеттова структура);
- феррит может входить в состав перлита в виде тонких пластинок.
Свойства феррита:
1) феррит - почти чистое железо, магнитен до 768°, выше становится немагнитным.
2) механические свойства: феррит очень мягкий и очень пластичный, имеет низкую прочность, хорошо деформируется (из-за низкого содержания углерода).
sв = 250 МПа (предел прочности)
s 0.2 = 120 МПа (предел текучести)
d = 50 % (относительное удлинение)
y= 80 % (относительное сужение)
|
|
|
НВ - 80 - 90 (твердость) (НВ = 60 при отсутствии других элементов)
2. 
Аустенит
Твердый раствор углерода в g -Fe.
Аустенит твердый раствор внедрения. Атомы углерода находятся в центре куба и на серединах ребер (рис.3).
Максимальная растворимость углерода в аустените 2,14% (точка E), при t = 1147°. С понижением температуры растворимость уменьшается, при t = 727° составляет 0,8%C.
Аустенит - высокотемпературная фаза. Линия GPSK - нижняя температурная граница существования аустенита (ниже этой линии аустенит в железо-углеродистых сплавов отсутствует).
Вид аустенита под микроскопом: светлые полиэдрические зерна с двойниками, равноосные (рис.5,6).
Рисунок 5 – Схематическое изображение феррита (а) и аустенита (б)
Свойства аустенита:
1) аустенит не магнитен, из всех отличается минимальным удельным объемом;
2) механические свойства: мягкий, пластичный, низкие прочностные свойства, т.е. хорошо деформируется.
Твердость НВ = 170 - 220 (низкая)
3. Цементит
Цементит (Fe3С) - карбид железа, с содержанием углерода 6,67 %.
Имеет сложную кубическую решетку, до 210° ферромагнитен. Это очень твердая и хрупкая фаза.
Вид цементита под микроскопом зависит от состава реактива травления:
- при травлении в 4 % HNO 3 - светлая, плохо травящаяся фаза;
|
|
|
- при травлении в пикриновой кислоте - окрашивается в темный цвет (такое травление служит для отличия феррита от цементита).
Различают:
ЦI - цементит, выделившийся из жидкости (по линии DC). Это грубые светлые пластины или иглы (образуются только в заэвтектических чугунах).
ЦII - цементит, выделившийся из аустенита за счет уменьшения растворимости (по линии SE). Располагается по границам бывших аустенитных зерен, имеет вид сетки (сплошной или разорванной).
ЦIII - цементит, выделившийся из феррита, за счет уменьшения растворимости по линии PQ. Располагается вокруг ферритных зерен в виде зернышек, глобулей. Его на сетку никогда не хватает.
Свойства цементита:
Ц очень твердый, очень хрупкий, твердость НВ >800. Ц является метастабильной фазой, при длительных выдержках при высоких температурах он превращается в стабильную фазу - графит.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 55; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!