36. Укажите классификацию углеродистых сталей. Дайте определение доэвтектоидным, эвтектоидным ..

Углеродистые конструкц.стали содержат до 0,65 % С.Классифицируют по содержанию в стали серы и фосфора, т. е. вредных примесей. Кач-во стали тем выше, чем меньше в ней примесей. По кач-ву можно выделить следующие осн.группы сталей: 1) стали обыкновенного кач-ва; 2)качественные стали; 3) высококачественные стали, выплавляемые в электропечах. Сера в таких кол-вах р-ряется в железе, поэтому сульфиды не образуются,  высококач.стали не подвержены красноломкости; 4) особовысококачественные стали получают путем применения специальных металлургич.технологий: электрошлакового переплава (ЭШП) — переплав стали под слоем специального шлака позволяет снизить содержание серы; вакуум нодуговой переплав (ВДП) почти полностью выводит из стали газы. Кроме вышеуказанной классификации углеродистые стали подразделяют по содержанию углерода на след.группы: низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые. По структуре стали подразделяют на доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные. Углерод яв-ся важнейшим элементом, определяющим структуру и св-ва углеродист.стали. Даже при малом изменении содержания углерод оказывает заметное влияние на св-ва стали. С ростом содержания углерода в структуре стали растет кол-во цементита. При содержании до 0,8 % С сталь состоит из феррита и перлита, при содержании более 0,8 % С в структуре стали кроме перлита появляется структурно свободный вторичный цементит. Феррит имеет низкую прочность, но сравнительно пластичен. Цементит опр-ся высокой твердостью, но хрупок. Поэтому с ростом содержания углерода растет твердость и прочность, но падает вязкость и пластичность стали. При увеличении содержания углерода в стали более 0,8 % падает не только пластичность, но и прочность стали. Это связано с образованием сетки хрупкого цементита вокруг перлитных колоний, легко разрушающейся при нагружении. По этой причине заэвтектоидные стали подвергают специальному отжигу, в рез-те которого получают структуру зернистого перлита. Перлит — эвтектоидная смесь двух фаз — феррита и цементита, содержит 1/8 цементита и поэтому имеет повышенную прочность и твердость по сравнению с ферритом. Поэтому доэвтектоидные стали гораздо более пластичны, чем заэвтектоидные.

37. Опишите метастабильное и стабильное равновесие в системе железо – углерод.

Диаграмма фазового равновесия (диаграмма состояния) железо-углерод (иногда говорят железо-цементит) — графическое отображение фазового состояния сплавов железа с углеродом в зависимости от их химического состава и температуры. Метастабильное (внутренне устойчивое) равновесие – такое неизменяющееся во времени состояние системы (в неизменных внешних условиях), которое самопроизвольно, после внешнего воздействия может перейти в состояние термодинамического равновесия. Это обусловлено существованием, по крайней мере, двух минимумов термодинамического потенциала, например, свободной энергии. Железо образует с углеродом химическое соединение Fe3C цементит. Так как на практике применяют металлические сплавы с содержанием углерода до 6,67 %, то рассматриваем часть диаграммы состояния от железа до цементита. Поскольку цементит - фаза метастабильная, то и соответствующая диаграмма называется метастабильной (сплошные линии на рисунке). Для серых чугунов и графитизированных сталей необходимо рассматривать стабильную диаграмму железо-графит (Fe-Гр), поскольку именно графит является стабильной фазой. Цементит образуется намного быстрее графита и во многих сталях и белых чугунах может существовать достаточно долго. В серых чугунах графит существует обязательно. В системе железо — цементит существуют следующие фазы: жидкая фаза, феррит, аустенит, цементит, графит.