Дәріс Пәннің мақсаттары мен міндеттері. Материалтанудың даму бағыттары
Төртінші түрлі – берік химиялық қосылыс түзетін күй диаграммасы
жүктеу/скачать 1,5 Mb.
|
| Төртінші түрлі – берік химиялық қосылыс түзетін күй диаграммасы. Бұл күй диаграммасын сұйық күйінде компоненттері бірі екіншісінде шексіз еритін, ал қатты күйінде ерімейтін және берік химиялық қосылыс түзетін қорытпалар сипаттайды (8.5 сурет). Мұндай күй диаграммаларын Mg–Си, Ni–Al, Ag–Si және т.б. түзеді. AE1CE2B сызығы – ликвидус сызығы. Бұл диаграмма екі бірінші түрлі күй диаграммасынан түзілген сияқты. Сол жағындағы бөлігі А және С компонентерінен, ал оң бөлігі С және В компоненттерінен түзілген.
8.5 сурет. Қос қорытпалардың IV түрлі күй диаграммасы Дәріс 9. Темір көміртегі жүйесіндегі компоненттер мен фазалар. Темір – цементит күй диаграммасы. Көміртекті темір қорытпаларының фазалары мен құрылымын құраушылары. Көміртекті темір қорытпалары құрамындағы көміртегінің мөлшері мен температураға байланысты түрлі фазалар мен құраушылардан тұрады. Көміртегі – периодтық жүйеде ІІ периодтағы ІV топ элементі, атом номері 6, тығыздығы 2,5 г/см3 , атом массасы 12,011, балқу температурасы 3500о С, атом радиусы 0,077 нм. Көміртегі полиморфты. Әдеттегі жағдайларда ол графит модификациясы түрінде және метатұрақты алмазммодификациясы түрінде болуы да мүмкін. Көміртегі темірде сұйық және қатты күйлерінде ериді, сонымен қатар, химиялық қосылыс – цементит пен жоғарыкөміртекті болаттарда графит түрінде болуы мүмкін. Fe – C жүйесінде келесідей фазалар ажыратылады: сұйық қорытпа, қатты ерітінділер – феррит және аустенит, сонымен қатар, цементит пен графит. Феррит (Ф) – көміртегінің және басқа қоспалардың α – темірдегі қатты ерітіндісі. Көміртегінің ерігіштігі 0,02% - ға дейін болатын төменгі температуралы α – феррит және көміртегінің шекті ерітіндісі 0,1% - ға дейін болатын жоғарытемпературалы δ – феррит деп ажыратылады. Ферриттің микроқұрылымы микроскоппен қарағанда біртекті полиэдрлі түйіршіктер түрінде көрінеді (9.1 сурет, а). Құрамында 0,06%С бар ферриттің механикалық қасиеттері: σв = 250 МПа, : σ0,2 = 120 Мпа, δ = 50%, ψ = 80%, НВ 80÷90 (800-900 МПа). Аустенит (А) – көміртегінің және басқа да қоспалардың γ – темірдегі қатты ерітіндісі. Көміртегінің γ – темірдегі шекті ерітіндісі 2,14% . Аустенит жоғары илемділік, төменгі ағу шегіне және беріктікке ие. Микроқұрылымда аустенит полиэдрлі түйіршіктер түрінде көрінеді (9.1 сурет, ә). Цементит (Ц)– темірдің көміртегімен химиялық қосылысы – Fe3C (темір карбиді). Цементитің құрамында көміртегінің мөлшері 6,67%. Цементит атомдары күрделі ромбы торында тығыз орналасады. Цементтиттің балқу температурасы дәл анықталмаған, сондықтан шамамен 1500 о С (кейбір деректер бойынша 1250 о С) деп қабылданған. Цементит 210 о С – ға (Ао нүктесі) дейін ферромагнитті. а ә
а – феррит; ә – аустенит Цементитке тән ерекшелікке оның қаттылығының жоғары болуы – НV1000(10000МПа) және илемділігінің өте аз болуы жатады. Цементит метатұрақты фаза. Қорытпалардың тұрақты жағдайында құрамында көміртегінің мөлшері көп болуынан графит түзіледі. Графит (Г). Графиттің кристалдық торы көпқабатты гексагональды. Тордағы атом арасындағы қашықтық 0,340 нм тең. Графит жұмсақ, беріктігі және электрөткізгіштігі төмен. Темір – цементит күй диаграммасы. Темір – цементит күй диаграммасында (9.2 сурет) қорытпалардың фазалық құрамы мен құрылымы таза темірден цементитке дейінгі концентрациямен берілген. 9.2 сурет. Fe – Fe3C күй диаграммасы Fe – Fe3C күй диаграммасында А нүктесі (1539о С) темірдің балқу температурасына, Д(1500о С ) – цементиттің балқу температурасына жауап береді. N(1392о С) және G(910оС) α↔γ полиморфты нүктелерге сәйкес. Көміртегінің концентрациясы Fe – Fe3C күй диаграммасына тән нүктелерде келесідей болады: В(0,51%С) – перитектикалық және 1490о С температурада δ – феррит және аустенит тепе-теңдік күйде болатын сұйық фазада; Н(0,1%С) – 1490о С перитектикалық температурада δ – ферритегі шекті мөлшері; І(0,16%С) – перитектикалық 1490о С температурасында аустенитте; Е(2,14%С) – 1147о С эвтектикалық температурада аустениттеге шекті мөлшері; S(0,8%С) – 727о С эвтектоидты температурада аустенитте; Р(0,02%С) – 727о С эвтектоидты температурада ферриттегі шекті мөлшері. Fe – Fe3C күй диаграммасындағы қорытпалардың кристалдануы. Fe – Fe3C күй диаграммасындағы кристалдану процесін сипаттайтын сызықтардың белгіленуі: АВ (ликвидус сызығы) δ – ферриттің (Фδ) сұйық фазадан (L) кристалдану процесінің басталуын көрсетеді. ВС (ликвидус сызығы) – аустениттің сұйық фазадан (L) кристалдану процесінің басталу температурасына сәйкес. СД (ликвидус сызығы) – біріншілік цементитің (ЦІ) сұйық фазадан (L) кристалдану процесінің басталу температурасына сәйкес. АН (солидус сызығы) – сұйық қорытпа мен δ – феррит (Ф δ) аймақтарының температуралық шекарасы. Бұл сызықтан төмен тек қана δ – феррит фазасы болады. НІВ – перитектикалық тепе-теңдік сызығы. НІВ сызығына (0,1÷0,51%С) сәйкес келетін температураға (1490о С) жеткенде перитектикалық айналу өтеді. Демек, В нүктесіне сәйкес келетін сұйық фаза Н нүктесіне сәйкес келетін δ – феррит кристалдарымен 1490о С әрекеттесіп І нүктесіне сәйкес келетін аустенит түзіледі (бұл айналу кері бағытта да өтеді): LВ +ФН →АІ . НІ сызығының қорытпалары үшін – ликвидус сызығы. ЕСF (солидус сызығы) ледебурит деп аталатын эвтектиканың кристалдануына сәйкес (бұл айналу кері бағытта да өтеді): LС→АЕ + Ц. Демек, С нүктесіне сәйкес келетін сұйық фаза 1147о С – да Е нүктесіне сәйкес келетін аустенитке және цементитке ыдырайды. Түзілген эвтектикалық қоспа (АЕ + Ц) – ледебурит деп аталады. Қорытпалардың қатты күйінде өтетін айналулары келесі сызықтармен сипатталады: NН сызығы δ – феррит пен аустенит фазалар аймағының жоғарғы шекарасы. NI сызығы δ – феррит пен аустенит фазалар аймағының төменгі шекарасы. GS сызығына сәйкес температураларды тепе-теңдік жағдайда А3 нүктесімен белгілеу қабылданған. SE салқындату кезінде көміртегінің аустениттегі шекті еру сызығы аустениттен екіншілік цементиттің бөліну температурасына, ал қыздыру кезінде аустенитте екіншілік цементиттің еруінің соңына сәйкес болады. Сондықтан SE сызығындағы критикалық нүктелерді Аcm , Аrm деп белгілейді. GР сызығы салқындату кезінде аустениттің ферритке, ал қыздырғанда ферриттің аустенитке айналуына жауап береді. Кюри нүктесіне сәйкес температура – МО сызығы, салқындату кезінде парамагнитті феррит ферромагнитті ферритке айналады, ал қыздырғанда керісінше болады. МО сызығына сәйкес температура А2 деп белгіленеді. РSК эвтектоидты түрлену сызығы, салқындату кезінде 727о С аустенит (0,8%С) ыдырап, феррит-цементитті эвтектоид түзіледі (бұл айналу кері бағытта да өтеді): АS →ФР +Ц. Мұндай айналу нәтижесінде түзілген эвтектоид перлит деп аталады. Демек, S нүктесіне сәйкес аустенит 727о С–да Р нүктесіне сәйкес феррит пен цементитке ыдырайды. РSК сызығына сәйкес температураларды салқындату кезінде Аr1 , ал қыздыру кезінде Аc1 деп белгілейді. РQ сызығының бойымен температураға байланысты көміртегінің ферриттегі ерігіштігі өзгереді. Салқындату кезінде тепе-теңдік жағдайында PQ сызығына сәйкес температураларда үшіншілік цементит түзіледі, ал қыздырғанда ериді. GOS сызығына сәйкес температуралар Ас3 деп белгіленеді. α↔γ айналуының критикалық нүктесін 910о С-да сәйкесінше қыздыру кезінде А3 және салқындату кезінде Аr3 деп белгілейді. Дәріс 10. Көміртекті және легірленген болаттар. Жіктелуі және ентаңбалануы. Болаттардағы легірлеуші элементтер. жүктеу/скачать 1,5 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|