Фази в сталях
Ферит (Ф) - твердий розчин впровадження вуглецю та інших домішок в а - залізі. При кімнатній температурі розчинність у фериті складає 0, 006-0, 008%, а максимальна розчинність відповідає 0, 02% при температурі 727°С. Ферит - м’яка, маломіцна, пластична складова сталі. Твердість складає 80-90 НВ, границя міцності σ в =25 кГс/мм2, а відносне видовження δ = 40%. Аустеніт (А) - твердий розчин впровадження вуглецю та інших домішок в γ - залізі. При температурі 727°С розчиняє в собі 0, 83% С (нижче температури 727°С в залізовуглецевих сталях аустеніт не існує), а максимальна розчинність вуглецю в аустеніті при 1147°С складає 2, 14%. Сталь з аустенітною структурою немагнітна, має високу пластичність і в'язкість. Цементит (Ц) - це хімічна сполука заліза з вуглецем - карбід заліза Fе3С. В цементиті міститься 6.67%С. Цементит твердий, крихкий і слабо травиться кислотами. Твердість цементиту складає НВ 800-850. Він являється метастабільною фазою і при певних умовах розпадається з виділенням графіту.
Рисунок 8.1 – Стальна частина діаграми стану Fe-Fe3C Структурні складові в сталях Фази в сталях можуть бути також структурними складовими. При кімнатній температурі в сталі ферит та цементит виступають, як самостійні структурні складові, а аустеніт, як структурна складова, розглядається при температурах вище 727°С. Перліт. (П) - це механічна суміш (евтектоїд) фериту і цементиту (Ф + Ц), що утворюється при повному розпаді аустеніту з вмістом 0, 83% С. Отже перліт також містить в собі 0, 83% вуглецю. Цей факт лежить в основі визначення кількості вуглецю в сталі за кількістю в її структурі перліту. Якщо рахувати, що весь вуглець в сталі знаходиться в перлітній структурі (бо у фериті вміст вуглецю при кімнатній температурі всього 0, 006-0, 008%), то стопроцентна перлітна структура містить в собі 0, 83%С. 100% П - 0, 83% С А%П - Х%С. де А- % площа шліфа, зайнятого перлітом, тоді:
Деякі дефекти мікроструктури сталі 1 Грубозернистість і " відманштеттова" структура. Ці дефекти виникають в литій сталі, або в сталі, що піддавалась дуже високій температурі нагрівання. Відманштеттова структура відрізняється не тільки грубозернистою структурою, але й характерним розташуванням фериту в доевтектоїдній сталі і вторинного цементиту в заевтиктоїдній сталі. В обох випадках і ферит і цементит мають вигляд голчатих або пластинчатих включень. Сталь з такою структурою має понижену пластичність, а також ударну в'язкість. 2 Смугаста або рядкова структура. Утворюється така структура в результаті обробки сталі тиском в гарячому стані. В такій структурі перліт, ферит та цементит в сталях розташовуються рядками. Така структура обумовлює неоднакові властивості в різних напрямках, тобто проявляється анізотропія властивостей. Сталь гірше піддається штампуванню та різанню. 3 Зневуглецювання сталі з поверхні. При нагріванні стальних виробів для гарячої обробки тиском або термічної обробки може відбутись зневуглецювання і на поверхні сформується феритний шар. Це різко понижує втомну міцність, твердість і опір до стирання вже виготовленого виробу. Щоб запобігти цьому дефекту структури, необхідно нагрівати стальні вироби в нейтральних або захисних середовищах. 4 Перепалювання. При нагріванні сталі до високих температур оплавляються границі зерен, що приводить до їх інтенсивного окислення. В результаті втрачається міжзеренний зв'язок і метал втрачає міцність. Перепалювання - брак, який неможливо виправити жодною термообробкою. 4 Завдання і порядок виконання роботи та оформлення звіту 4.1 Вивчити стальну дільницю діаграми стану залізо-вуглець. 4.2 Засвоїти класифікацію і маркування сталей. 4.3 Під мікроскопом вивчити структури мікрошліфів, користуючись альбомом мікроструктур. 4.4 Зарисувати мікроструктури у звіт. 4.5 За кількістю перліту в структурі визначити вміст вуглецю в сталі і вказати за його вмістом марку сталі. 4.6 Виміряти твердість зразків сталей з різним вмістом вуглецю і дані, занести в таблицю 8.1. Таблиця 8.1
4.7 Побудувати графік залежності твердості сталі від вмісту в ній вуглецю. 5Контрольні запитання 5.1 Що таке сталь і які компоненти в неї входять? 5.2 Як впливають на властивості сталі вуглець, марганець, кремній, фосфор, сірка та кисень. 5.3 Як класифікуються сталі за якістю, структурою і призначенням? 5.4 Що таке ферит, аустеніт, цементит, перліт? 5.5 Скільки вуглецю міститься в сталі 50, У10, Ст.3? 5.6 Яку структуру має сталь з вмістом вуглецю 0, 2%, 0, 8%, і 1, 2%? 5.7 Яку сталь потрібно вибрати для виготовлення вісі, різця, пружини?
|
%
