Задание № 4
Вычертить диаграмму состояния железо – карбид железа, указать структурные составляющие во всех областях диаграммы, описать превращения и построить кривую нагревания или охлаждения (в зависимости от задания ) в указанном интервале температур для сплава, содержащего данное количество углерода. На кривой охлаждения или нагревания указать количество степеней свободы на каждом участке кривой, подсчитав их в соответствии с правилом фаз. Для заданного сплава определить количественное соотношение фаз в соответствии с правилом отрезка при указанной температуре.
Дано: Кривая нагревания; Интервал температур от 0 до 1600°C; Количество углерода 2,8%; температура 780°C
Решение:
Правило фаз выражается следующим уравнением (при постоянном давлении): C=K+1-F, где K – число компонентов в системе, F – число фаз, C – число степеней свободы (или инвариантность системы).
Число степеней свободы – это число независимых переменных внутренних (состав фаз) и внешних (температура, давление) факторов, которые можно изменять без изменения числа фаз, находящихся в равновесии.
Правило отрезков позволяет определить количественное соотношение фаз. Для определения концентрации компонентов в двух фазах сплава с 2,8% С при температуре 780°С характеризующую состояние сплава, проводим горизонтальную линию (коноду) до пересечения с линиями, ограничивающими данную область; проекции точек пересечения (а и с) на горизонтальную ось диаграммы показывают составы фаз. Проекция точки с покажет состав аустенита, а точка а – цементит первичный + ледебурит. Отрезки коноды между точкой в и точками а и с, определяющие составы фаз, обратно пропорциональны количествам этих фаз.
Число степеней свободы в искомой точке b равно С=К – Ф + 1.
Так как число компонентов равно 2, количество фаз в данной точке 2 (аустенит, цементит и ледебурит), то С = 2 – 2 + 1 = 1.
Построение кривой нагревания сплава основано на превращениях фаз и структурных составляющих в ходе нагревания.
Список литературы:
Марочник сталей и сплавов, Зубченко А. С., Москва “Машиностроение”, 2001 г.
Материаловедение. Учебник для высших технологических учебных заведений, Лахтин Ю. М. ,Леонтьева В. П. – 3-е издание дополненное и переработанное – М.: «Машиностроение», 1990 г.
Материаловедение, Б.Н. Арзамасов, МГТУ имени Н.Э. Баумана 2005 г.
Справочник металлиста. В 5 – ти томах. Том 2. Под редакцией Радштадта А. Г., Брострема В. А. М.: «Машиностроение», 1976 г.
Машиностроительные стали. Справочник. Журавлев В. Н. и Николаева О. И. Издание 3 – е переработанное и дополненное - М.: «Машиностроение», 1981 г.
Технология конструкционных материалов, О.О. Комаров, Минск ООО “Новое знание” 2005 г.