- •3.2.Методические указания
- •3.3.Учебные пособия
- •1. Классификация маркировка и применение
- •1.1. Классификация материалов
- •1.2.Способы маркировки металлических материалов
- •1.3.Углеродистые стали
- •1.3.1. Конструкционные углеродистые стали
- •1.3.2.Качественные конструкционные углеродистые стали для деталей машин
- •1.3.3. Инструментальные углеродистые стали
- •1.4. Маркировка легированных сталей
- •1.5.Особые способы маркировки сталей
- •1.5.1. Маркировка сталей для отливок.
- •1.5.2. Маркировка автоматных сталей
- •1.5.3. Стали для подшипников
- •1.5.4. Маркировка быстрорежущих сталей
- •1.5.5. Маркировка строительных сталей.
- •1.5.6. Магнитные стали
- •1.5.7. Стали специальных способов выплавки
- •1.5.8. Нестандартные легированные стали
- •1.6. Чугуны
- •1.7. Порошковые материалы.
- •1.8. Медь и сплавы на основе меди
- •1.8.1. Латуни
- •1.8.2 Бронзы
- •1.9. Алюминий и сплавы на основе алюминия
- •1.10. Магний и сплавы на основе магния
- •1.11. Титан и сплавы на основе титана
- •2. Термический анализ сплавов, построение и анализ диаграмм состояния
- •2.1. Структурные составляющие системы.
- •2.2. Построение диаграмм состояния
- •2.3. Анализ диаграмм состояния
- •Кристаллизация и структурообразование сплавов.
- •3.1.Условия работы и методы испытания материалов
- •3.2. Механические свойства конструкционных материалов
- •3.3. Определение количественных характеристик механических свойств
- •3.3.1. Испытания на статическое растяжение
- •3.3.2 Испытания на твердость
- •3.3.2.1 Твердость по бринелю
- •3.3.2.2 Твердость по роквеллу
- •3.3.2.3 Твердость по виккерсу и микротвердость
- •3.3.3 Связь между твердостью и прочностью материалов
- •4.Стали
- •Приготовление микрошлифов
- •Металлографический микроскоп.
- •Конструкция микроскопа мим – 7
- •Определение величины зерна
- •Определение балла неметаллических включений
- •4.2. Cистема железо-углерод. Диаграмма состояния железо-углерод.
- •Двухфазные составляющие
- •4.3. Структура углеродистой стали в равновесном состоянии.
- •Сплав 4. Эвтектоидная сталь
- •Сплав 3. Доэвтектоидная сталь
- •Зависимость механических свойств стали от содержания углерода
- •5.Чугуны
- •5.1. Структура, свойства и применение чугунов
- •Белые чугуны
- •Применение серых чугунов
- •6. Закалка
- •6.1. Краткие теоретические сведения.
- •7.Отпуск
- •7.1. Превращения при отпуске сталей
- •8. Отжиг
- •Ускоренное охлаждение на воздухе приводит к распаду аустенита при
- •3.4. Справочные материалы
Определение балла неметаллических включений
Неметаллические включения изучают на зеркальной непротравленной поверхности при увеличении х100. Тип неметаллических включений, их балл, площадь, занимаемая включениями, определяется по шкале ГОСТ 1778-57 (альбом, с.47-49).
4.2. Cистема железо-углерод. Диаграмма состояния железо-углерод.
Система железо углерод имеет следующие фазы: жидкость, феррит, аустенит, цементит, графит.
В жидком состоянии железо и углерод имеют неограниченную растворимость в друг друге.
Феррит. Существуют две разновидности феррита – низкотемпературный -феррит и высокотемпературный -феррит
Низкотемпературный -феррит (феррит) – твердый раствор внедрения углерода в -железо, которое имеет объемно-центрированную кубическую решетку (ОЦК решетка). Предельная растворимость углерода в феррите равна 0,02% при 723С (точка Р на диаграмме Fe-C). При понижении температуры растворимость углерода в феррите уменьшается и при 20 С равна 0,01% (точка Q)
Феррит мягок (твердость по Бринелю 70-80 ед.), обладает большим относительным удлинением (до 40%). Под микроскопом феррит выглядит в виде светлых однородных зерен.
Высокотемпературный -феррит - твердый раствор внедрения углерода в -железо которое имеет ОЦК решетку. Максимальная растворимость углерода в -феррите равна 0,01% при 1492 С (Точка Н).
Аустенит – твердый раствор внедрения углерода в -железо которое имеет гранецентрированную кубическую решетку (ГЦК решетка). Максимальная растворимость углерода в аустените равна 2% при 1130 С (Точка Е). При температуре 723 С аустенит содержит 0,8% углерода (точка S).
Цементит – химическое соединение углерода с железом - карбид железа Fe3C содержащий 6,67% C имеет сложную ромбоэдрическую решетку с плотной упаковкой атомов. Цементит обладает высокой твердостью (твердость по Бринелю 800 ед.) и хрупкостью. Цементит является метастабильной фазой, т.е. при нагревании до высокой температуры он становиться нестабильным и распадается на стабильные фазы аустенит и графит.
По структуре цементит различают :
Первичный Ц - кристаллизуется из жидкости при температуре, соответствующей линии СД. Под микроскопом наблюдается в виде светлых пластин
Вторичный Ц - образуется при выделении углерода из аустенита при понижении температуры, от 1130 до 723 0С (линия ЕS). Под микроскопом в сталях с содержанием более 0,8% 0С цементит вторичный наблюдается в виде сетки по границам зёрен
Третичный Ц - образуется при выделении углерода из феррита при температурах ниже 723° С. Хорошо наблюдается в сталях с содержанием 0,01…0,02% С в виде отдельных островков по границам зерен феррита (рис.4б, альбом рис.8).
Графит – углерод в свободном состоянии, является стабильной фазой.
Двухфазные составляющие
В системе- железо - углерода имеются две двухфазных структурных составляющих: перлит и ледебурит.
Перлит - эвтектоидная смесь феррита и цементита пластинчатого строения с содержанием углерода 0,8%, образуется из аустенита при постоянной температуре на линии эвтектоидного превращения РSК по реакции Аs Фр + Цк и находится при этой температуре в равновесии с аустенитом состава точки S.
Ледебурит - эвтектическая смесь образуется из жидкости при постоянной температуре на линии эвтектического превращения ЕСF по реакции Жс АE+ЦF, содержит 4,3% С и состоит в интервале температур от линии ЕСF до линии РSК из смеси аустенита и цементита, а при температуре ниже линии РSК из перлита и цементита. На линии ЕСF ледебурит находится в равновесии с жидкостью состава точки С. При комнатной температуре ледебурит состоит из пластин цементита, в которых расположены столбики перлита.
Диаграмма железо - углерод
Диаграмма железо – углерод, изображаемая сплошными линиями, является метастабильной диаграммой железо - цементит, а диаграмма, изображаемая пунктирными линиями, является стабильной диаграммой - железо - графит.
АВСД (АВСД) - линия ликвидус в метастабильной (стабильной) диаграмме.
АНJЕСF (АНJЕСF) - линия солидус в метастабильной (стабильной) диаграмме.
АВ и АН - линии начала и конца кристаллизации феррите.
ВС (ВС) и JE (JЕ) - линии начала и конца кристаллизации аустенита в метастабильной (стабильной) диаграмме.
HJB - линия перитектического превращения. Точка J является перитектической точкой.
ECF (ECF) - линия эвтектического превращения в метастабильной(стабильной) диаграмме.
NH и NJ - линии начала и конца полиморфного превращения -феррита в аустенит.
СД (СД) - линии начала кристаллизации цементита (графита)
в метастабильной (стабильной) диаграмме.
С (С) - эвтектическая точка в метастабильной (стабильной) диаграмме.
ЕS (ES) - линии ограниченной растворимости углерода. в аустените в метастабильной (стабильной) диаграмме.
РQ (РQ) - линия ограниченной растворимости углерода в феррите в метастабильной (стабильной) диаграмме.