Тема 2. Залізовуглецеві сплави

До залізовуглецевих сплавів відносяться сталі і чавуни, що найбільш широко

застосовуються в промисловості, у тому числі й у будівництві.

Діаграма стану залізо-вуглець являє собою систему, до складу якої входять всі основні типи діаграм, раніше описаних. Вивчення всіх розділів курсу засновано на застосуванні діаграми стану залізо-вуглець, що потрібно вивчати після того, як засвоєні модифікації заліза. Необхідно уяснити, що залізо з вуглецем здатне утворювати тверді розчини, хімічні сполуки, механічні суміші.

Особливу увагу приділити сплавам, застосовуваним для будівництва промислових і громадських споруд, мостів, доріг тощо. Необхідно також вивчити класифікацію вуглецевих сталей і чавунів, особливо, застосовуваних у будівництві.

Економічність і довговічність будівельних конструкцій багато в чому залежать від правильного призначення і застосування сталей у конкретних умовах експлуатації.

Література: [1, с.85-98]; [2, с.94-107]; [3, с.91-102]; [4, с. 44-47, с. 88-98]; [5, с. 107-127].

Запитання для самоперевірки

1. Які модифікації має залізо?

2. Накресліть криві нагрівання й охолодження заліза, укажіть критичні точки.

3. Накресліть діаграму стану сплавів заліза з вуглецем. Покажіть на цій діаграмі лінії ліквідусу і солідусу.

4. Назвіть основні структури залізовуглецевих сплавів і охарактеризуйте їх.

5. Як класифікуються сталі і чавуни?

6. Охарактеризуйте структурні перетворення, що відбуваються при повільному охолодженні сплаву заліза з вуглецем, що містить 0,4 % С (доевтектоїдна сталь), 4,3 % С (евтектичний чавун) і 5 % С (заевтектичний чавун).

7. Знайдіть на діаграмі стану системи сплавів залізо-цементит точку Ас_З для сталі, що містить 0,45 % С.

8. Як впливають марганець і кремній на стан вуглецю в чавуні?

9. У чому відмінність білого чавуна від сірого і чому для виготовлення деталей машин білі чавуни застосовуються дуже обмежено?

10. Як впливають на властивості сталі сірка і фосфор?

11. Який принцип маркірування вуглецевої сталі?

12. Поясніть маркірування чавунів.

Тема 3. Основи термічної обробки металічних матеріалів

Термічна обробка включає нагрівання, витримку й охолодження деталі за певним режимом з метою одержання високих механічних і інших властивостей.

Варто вивчити теорію і технологію термічної обробки сталі, щоб уміти, користуючись діаграмою стану залізо-вуглець, призначати температури нагрівання сталі в залежності від вмісту вуглецю і виду термічної обробки. Особливу увагу зверніть на діаграму ізотермічного перетворення аустеніту, тому що вона допоможе усвідомити фізичну сутність процесу відпалу, нормалізації, гартування й обробки холодом.

Знання різних видів термічної обробки дозволить вибрати необхідний режим обробки сталі в залежності від необхідних властивостей.

Застосування термічної обробки сталі дозволило використовувати в будівництві полегшені профілі, зменшити перетин арматурної сталі без зниження міцнісних властивостей і за рахунок цього різко скоротити споживання металу. Варто уважно розібратися в будові і властивостях перліту, сорбіту, трооститу, мартенситу. Необхідно також уяснити розбіжності між загартовуваністю і прогартовуваністю; вивчити методи поверхневого гартування, установити зв’язок між частотою струму і глибиною гартування.

Література: [1, с.98-116]; [2, с.107-137]; [3, с.102-119]; [4, с. 75-84]; [5, с. 128-157].

Запитання для самоперевірки

1. Назвіть основні види термічної обробки сталі.

2. Приведіть визначення критичної швидкості гартування.

3. Яка розбіжність між перлітом, сорбітом і трооститом?

4. Приведіть визначення термічної обробки сталі, перерахуйте види і укажіть, у чому сутність такої обробки сталі.

5. Назвіть марки якісних вуглецевих сталей, застосовуваних у будівельній техніці і машинобудуванні. Яка різниця в їхній термічній обробці? Приблизні механічні властивості до і після термообробки.

6. Як регулюється глибина загартованого шару при обробці струмами високої частоти?

7. До якої температури потрібно нагрівати перед гартуванням сталь, що містить 0,45 % С; 0,7 % С; 2 % С?

8. У чому полягає ступеневе, ізотермічне і поверхневе гартування?

9. Накресліть діаграму ізотермічного розпаду переохолодженого аустеніту і укажіть, при яких температурних умовах утворяться структури перліту, сорбіту, голчастого трооститу і мартенситу.

10. Назвіть види хіміко-термічної обробки.

11. Викладіть фізико-хімічні основи хіміко-термічної обробки.