Залізовуглецеві сплави

Твердий розчин вуглецю та інших елементів у азалїзі називається феритом. При 727° С ферит містить близько 0,02% вуглецю, а при звичайній температурі — приблизно 0,006%). Ферит має кристалічну решітку у вигляді об'ємноцентрованого куба. Він феромагнітний аж дО! 768° С.

Фізико-механічні властивості фериту залежать від його складу і мікроструктури. Якщо ферит містить легуючі елементи, то його механічні властивості, зокрема твердість, будуть значною мірою відмінні від механічних властивостей фериту, що містить тільки вуглець. Твердість фериту, який не має домішок за нормальної температури, становить близько 80 одиниць за Брінел- лем (НВ). На рис. 29, а подано структуру фериту.

29Хімічна сполука заліза з вуглецем Fe3C називається цементитом. Цементит, або карбід заліза, має властивості феромагнітності до 210° С; високу твердість (ЯВ = 800), крихкість; погано піддається травленню реактивами. Елементи структури цементиту показано на рис. 29, б, в.

Твердий розчин вуглецю та інших елементів у у-залі- зі називається аустенітом. Будову аустеніту вперше вивчив у 1909 р. А. А. Байков, який застосував метод травлення сталі хлором у вакуумі при температурах 850— 900° С. При 1147°С розчинність вуглецю в у залізі ста-

новить 2,14%. Структура аустеніту являє собою твердий розчин проникнення, вуглецю в у-залізі. Аустеніт не має магнітних властивостей, твердість його НВ= 170-=-200. На рис. 29, д показано структуру аустеніту.

У цементиті можуть розчинятись різні елементи, які знижують його твердість (залізо) або підвищують її (марганець, хром та інші елементи).

Для цементиту характерні деякі особливості. Наприклад, при травленні мікрошліфу розчинами азотної або пікринової кислоти у спирті цементит під мікроскопом виглядає таким же світлим, як і ферит. Тому структуру фериту важко відрізнити від структури цементиту. При травленні пікратом натрію цементит стає темним (рис. 29, в).

Форма цементиту може мати вигляд сітки по границях зерен, а також вигляд окремих світлих ділянок (рис. 29, б).

Якщо вуглецева сталь містить 0,83% вуглецю, то утворюється евтектоїд, що є механічною сумішшю фериту і цементиту. Ця суміш називається перлітом. Таку назву дано цій суміші через те, що пластинки цементиту, розташовані у фериті, своєрідно відбивають світло і тому структура її нагадує перламутр

На рис. 29, е, є показано пластинчасту і зернисту будову перліту. Такі структури утворюються при термообробці сталей.

Механічні властивості перліту залежать від форми кристалітів фериту і цементиту та від їх розмірів

30При дрібнокристалічній будові тимчасовий опір перліту ов =135 кгс/мм2, а подовження 6=12%; при круп- нокристалічній будові і пластинчастій формі перліту ов = 60 кгс/мм2-, 6 = 6%- Твердість перліту НВ= 155-^265 і залежить від форми компонентів перліту і розмірів його зерен.

У сірих чавунах вуглець у вільному стані перебуває у вигляді графіту, який має слоїсту гексагональну кристалічну решітку (рис. ЗО) з дуже слабкими зв'язками між шарами, що є причиною слабкої міцності графіту.

Форми графіту впливають на ступінь міцності чавунів. Напри- Рис. ЗО. Кристалічна клад, чавуни з кулевидною фор-решіткаграфіту,

мою графіту за міцністю значно

перевищують чавуни з пластинчастою формою графіту. Прийнято вважати, що вплив форм графіту на міцність металу аналогічний дії на метал тріщин і порожнин різних за формою.

У чавунах графіт виконує функції змащування і утримує мастильні речовини під час тертя у підшипниках. Густина графіту дорівнює 2,2 г/см3. Встановлено, що у графіті розчиняються різні елементи. Структуру графіту зображено на рис. 29, ж.

При твердненні чавунів утворюється ледебурит, що являє собою евтектичну суміш цементиту і аустеніту з вмістом 2% вуглецю (рис. 29, з). Аустеніт ледебуриту при охолодженні чавунів нижче 727° С перетворюється на перліт. Вміст вуглецю в ледебуриті становить 4,3%, твердість НВ=700. Ледебурит крихкий, що зумовлює крихкість чавунів.

26.12.2015
920

Комментарии

Нет комментариев. Ваш будет первым!