Вопросы для самопроверки

1. В чем заключается сущность пластической деформа­ции?

2. Чем отличается холодная пластическая деформация от горячей?

3. Что такое наклеп, возврат, рекристаллизация?

4. Когда будет крупнее рекристаллизованное зерно: после деформации на 25% или на 75%?

5. Происходит ли процесс рекристаллизации после дефор­мации со степенью ниже критической?

1.1.1.4 Основы теории сплавов

При изучении этой важной темы нужно сначала разо­браться с понятиями: система, компонент, фаза, структура, сплав.

Сплавы можно получать различными способами: метал­лургическим – из расплавов и спеканием порошков, гальва­ническим и др. При этом свойства сплавов будут зависеть от того, в какие взаимодействия вступают при сплавлении ком­поненты, образующие сплав при кристаллизации: 1) элементы не растворяются друг в друге и не образуют химическое соединение, а при кристаллизации образуются кристаллические решетки сплавляемых чистых металлов, например система сплавов Рb – Sb; 2) элементы растворяются частично или пол­ностью друг в друге – образуется кристаллическая решетка твердого раствора – решетка одного металла, в которой часть атомов замещена атомами другого металла (Сu – Ni) или атомы другого элемента (чаще неметалла) внедряются, раз­мещаются между атомами первого – твердый раствор внедрения (Fе – С); 3) элементы, образующие сплав, при кристаллизации образуют совершенно новую решетку, более сложную, химического соединения, где на определенное ко­личество атомов одного элемента приходится постоянное число атомов другого элемента (цементит Fe₃С).

Изменение строения сплавов конкретной системы в зави­симости от температуры, т. е. сплавов, образованных одними и теми же элементами, но с разной их концентрацией принято анализировать на диаграммах состояния сплавов. Диаграм­мы состояния строятся экспериментальным путем с помощью термического анализа. Уясните методику его проведения. Для анализа сплавов используют правило фаз (закон Гибб­са), которое позволяет понять многие особенности фазовых превращений, происходящих в реальных системах. Вторым важным правилом, которым нужно научиться пользоваться при анализе диаграмм состояния, является пра­вило отрезков.

Для того чтобы разобраться с более сложной и важной диаграммой Fе – Fе3С, уясните основные типы диаграмм: 1) отсутствие растворимости компонентов в твердом состоя­нии; 2) растворимость в твердом состоянии; 3) образование химических соединении И. С. Курников установил связь между диаграммами состояния и свойствами сплавов. Уяс­ните эту связь.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое система, компонент, фаза, структура, сплав?

2. В чем заключается термический метод построения ди­аграмм сплавов?

3. Что такое эвтектика? Опишите процесс кристаллизации эвтектики.

2.1.2 Железоуглеродистые сплавы

2.1.2.1 Диаграмма состояния системы железо-цементит

Железоуглеродистые сплавы являются важнейшими спла­вами, широко применяемыми в различных отраслях народно­го хозяйства для изготовления деталей машин и конструк­ций, поэтому изучению их строения, свойств и методам полу­чения у них этих свойств нужно уделить большое внимание.

Изучение данной темы нужно начать с рассмотрения свойств и строения чистого железа при различных темпера­турах, его полиморфизма. Изучить свойства чистого углеро­да, уделив особое внимание графиту, и взаимодействие угле­рода с железом.

Диаграмму состояния сплавов системы железо-цементит нужно научиться анализировать по основным точкам, линиям, областям, знать условия образования и существования равно­весных фаз сплавов железа с различным содержанием угле­рода и их свойства. Иметь представление о стабильной диаг­рамме железо – графит и условиях образования свободного графита в железоуглеродистых сплавах.