Том 1 (1134473), страница 82
Текст из файла (страница 82)
лаждения твердых растворов более упорядоченные структуры называются сеерхстррктуритли. 7200 4РР ьл 3 9*. Диаграмма состояния системы железо — углерод, Бо ьщое значение в ме т. амма тоя- ии йй Р" 4Р 2Р да. льна было положено работами Н. П. Аносоиа 1831 — 1841 гг. и Л. К. Чернова 1868 — 1869 гг., которые установилп, что сталь и чугун обладают кристаллической структурой В качестве убедительного доказательства кристаллической структуры стали Чернов приводил мелкие н крупные разветвленные к всталлнческие образовання— денд~нтыД находимые в медленн~ охлажденных стальных слитках, 2а 4Р Ю Ю Му(7 рааатад алталтж % Схт Рис, Х117, 13. Система платина — медь: а — деатрамме пллекаств; б — заввсвмасть тсрмаллентрадалжущей сали !е сачетемпл са сельцам) ат состава; е — еаввсвместь удельной электраправадпастл ат состава К у», Диаграмма состояния системы железо — углерод "»"ю ° ~ " "'"" г щи.и теорию закалки и огпу талей, Современный вид диаграммы состояния железо — углерод представлен на рис.
Х!У, 14. В ее создании принимали участие многие отечественные и за бежные исследователи. Диаграмма охватывает область составов т 0 до 6 — е углерода. Бчкввы отмечающие различные точки диаграммы, щщяхы в качесгве стан а тных оФзначени" во всей научной .чите атуйу.— истое железо кристаллизуется в виде трех моди икании гс.
т и . каждая , .г.*.ь,- .лелглеэ-- . -„.т,р р 'рю г„. Б'-' ди в' этих Вао ни~1йкацних называютсЯ соответственна,имййййнт, гтксгйййт и ФРРлгн Ф м ймггелмгух егрегв на с16йуф~рованной решеткой и представлнют собой, строго говоря, азу; модификация Т является кубдууйбой гшзнецецтрлпюваииой решеткой. Последний тип ешетки доп скает значительно большую раствориыость углерода. Превращения кристаллических моди икацнй в твердои азе ернов станавил путем наблюдения за охлажденвем раскаленных стальных болванок хлаждаемая болванка, которая уже начннала темнеть, ярко вспыхивала, после чего снова начинала темнеть н далее охлаждалась уже равномерна, Свойока а Вспышки, наблюдавшиеся Черновым, отвечают гревращениям, которые устанавливаются в настоящее время на основании изломов кривых охлаждения.
Изломы наблюдаются при термическом анализе различных сплавов и после того, как вся масса затвердевает. Температуры превращения твердой фазы в системе Ге — С называютсн критическими тонкими гуерноеи, Расплавы, садака от 0 до 1,75% углерода, после быстрого охлаждения прибл зит ~ 50 л й однородный твердый раствор-аустенигп. о ч ется с При содержании углерода ' более Тьубгге1 по хлаждения о кр ердого аустенита, имеется еще жидкая эвтектика, которая кристаллизуется при этой температуре, заполняя тонкой смесью кристаллов пространство между кристаллами аустенита.
Получающиеся прп этом твердые системы представляют собой чугун. Эвтектика может кристаллизоваться двумя способами. При быстром охлаждении затвердевшая эвтектика состоит нз кристаллов аустенита н неустойчивых кристаллов РезС, называемых цел|ентитом. При медленном охлаждении образуется смесь кристаллов аустенита и устовчивого графита. Температуры кристаллизации этих двух эвтектик н их составы неодинаковы. Устойчивой эвтектике отвечает точка С', а неустойчивой — точка С.
Таким образом, система железо — угле. род дает, в сущности говоря, две диаграммы состояния. Общий внд их одина. ков, но они лишь частично накладываются одна иа другую. Сплошными линиями принято изображать диаграмму, получаемую при участии неустойчивого це. ментита. Линии диаграммы железа — графит, це совпадающие с соответствую. шими линиями диаграммы железо — цементит, даются пунктиром. Чугун, содержащий цементит, называется белим, а содержащий графит — серым. Прц средней скорости охлаждения возможно одновременное образование обоих типов — такой чугун называется половинчатым. Затвердевшая эвтектика из аустенита н цементита называется гедебуритам. Расплав, содержащий 4,3% С, может дать при застывания только ледебурит.
Прн охлажденви аустенита ниже 1150 'С происходит его перекристаллизацня. Из твердых растворов, содержащих менее 0,9",'о углерода, в первую очередь выделяется феррит, а из растворов, содержащих более 0,9% углерода, в перную очередь выделяется цемснтнт, который называют вторичным цементитом.
В обоих случаях состав остающегося твердо~о раствора приближается /4дб' Жидкии" солод / / ядр / / лгодкий спладп пербичный цененп опт 7Кидкий солод и ристаплы п делдсго растбора д / сХ-— /ЯО нбд' ТВердидроапдор Т (Фусйеп/пй ~ /ддд Тбердпчй растбор Рп Вторичный цементыпп леде бурит пербичный цементитп ледебурит ддб* 'у дай рос ,одеру ч басри ччгач цгнепоип о 4 о Тгг. — — иуч — —— Оеррит ч й1 Вааричецб перлам ф ценептипн перлин Ре/би .педг бурит .у р тоеросго РастВора у+ ледебурит Бдд В д В е 7 Вес.
%С 0 /д дд дд 40 бд дд 70 Вд дд Тдй — э.бес. % роаС 1'ис. Х1Ч, 14. Лиаграииа состояния системы яселезо — углерод, /Бдд теердьй уббй РаеаВРРВ Тдердыйросп7Вор В+ /40 тдердпчй Растдр/ /Ядд Теор дай - ддд ростдпр/ч дддд Тдердый Растдорц дперрит! 700 лгидкийсплад чкристаллы тбердаго растборо В" тп и ч Ф о 5 ?О*. Диаграмма состояния системы медь — цинк 417 к звтектоидной' точке 3. В этой точке происходит одновременное выделение кристаллов феррита и цел~еитита в виде тонкой слоистой смеси, называемой перлнтом.
Расплав, содержащий 0,9% углерода, при охлаждений может образовать чистый перлит, не содержащий ранее выделившиеся более крупные кристаллы феррита нлн ГетС. Регулируя состав исходного расплава, скорость охлажения и продолжительность выдержки прн выбранных по диаграмме температурах, можно получать сплавы самых различных структур". Если затем полученную систему закалить, т.
е. очень быстро охладить, то все дальнейшие превращения сильно тормозятся и созданная структура сохраняется, хотя и является термодинамически неустойчивой. Это н есть путь получения различных сортов сталей. Следует добавить, что в процессе закалки могут образоваться еще различные, не упомянутые здесь неустойчивые кристаллы. Например, при очень быстром охлаждении аустеиита получается мартеисит, который представляет собой феррит, пересыщенный углеродом. Возможность образования подобных систем еще больше усложняет разнообразие в структурах, а следовательно, и в свойствах сталей. Мощным средством для создания разнообразных по качеству сталей являются добавки различных металлов, которые могут резко изменять разобранную диаграмму, вызывая, например, расширение нлн сокращение областей равновесного существования а, 1 и 1 растворов, смещая ввтектическую н звтектоядиую точки, приводя к полному исчезновению отдельных участков диаграммы за счет расширения других.
Диаграмма железо — углерод является первой фаэовой диаграммой, использованной в металлургии. После того как было начато систематическое изучение фазовых диаграмм, развитие металлургии стало на прочную научную основу. 4 10К. Диаграмма состоянвя системы медь †ци Примером диаграммы состояния двойной системы, более сложной, чем диаграмма железо — углерод, может служить диаграмма системы медь — цинк (рис.
Х1У, 15). Сплавы меди с цинком при затвердевэиин дают шесть твердых растворов различной структуры: а, 5, 1, ь, т и ти твердые растворы й,з,т являются примерами бертоллидов. Заштрихованные области диаграммы отвечают двухфазным системам, образованным соответственно твердымн растворами а+5, Р+1, 5'+П 1+1 н т. д. Медь и цинк дают только одно химическое соеди. некие (дальтоиид) Сит?пв.
Каждый нз твердых растворов обладает характерной окраской; а †нрасной, 5 — красаовато-желтой, 1 †серебрис-белой, т †синева-серой. Техническая латунь представляет собой однофазный металл (а-раствор), содержащий 70эгз меди и 30тм цинка. Латунь пиструктуры поддается холодной обработке, но прокатывается при температуре красного каления с трудом. Из расплавов с содержанием 40 — 5045 цинка может быть получен 5-раствор, пластичный при высоких температурах. Если система состоит из п- и й-фаз, то, как видно иэ диаграммы, по мере нагревания в смеси увеличнваегся содержанне й-фазы, а прн медленном-охлаждении смесь снова обогащается п-фазой. ' Эаюектоидной ьтсчкой назыьается точка, отвечающая составу твердого раствора и температуре, при которых происходит распад твердого раствора с одновременным выделением кристаллов обоих компоаентов системы илн двух твердых растворов различного состава.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
