Практическое занятие № 1
Тема: Исследование диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов
Цель работы: изучить основные точки и линии диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов
Оборудование: диаграмма состояния системы «железо-цементит»
Задание:
Начертить диаграмму железо-углерод
Определить критические точки стали с заданным содержанием углерода, табл. 1
Указать найденные критические точки на стальном участке диаграммы и охарактеризовать их.
Определить, как называется сплав
Указать механические свойства сплава
Письменно ответить на контрольные вопросы
Пояснения к работе:
Диаграммой состояния называется графическое изображение на плоскости или в пространстве, позволяющее характеризовать все сплавы определенной системы при любых температуре и концентрации.
Рисунок 1. Диаграмма состояния сплавов системы железо-цементит
Диаграмма состояния строится в координатах «температура – концентрация» (рис.1). На вертикальных осях (ординатах) откладывают значения температуры: на левой – температуру плавления (кристаллизации) железа, на правой – температуру плавления (кристаллизации) цементита. На горизонтальной оси диаграммы откладывается процентное содержание компонентов: в начальной точке – 100% железа и 0% углерода, затем концентрация углерода увеличивается, а железа уменьшается. Диаграмма заканчивается при содержании углерода 6,67%, что соответствует химическому соединению цементиту, который выступает в роли второго компонента системы. Сплавы с большим содержанием углерода практического значения не имеют и поэтому не рассматриваются.
Затем с построенных кривых охлаждения сплавов их критические точки переносятся в координаты «температура – концентрация» и соединяются линиями. Следовательно, линии диаграммы состояния сплавов любой системы – это совокупность критических точек этих сплавов. Только у диаграммы системы «железо-цементит» все точки и линии имеют единое в мире обозначение, а структурные составляющие сплавов – единые названия (таблица 2, таблица 3).
Температуры, при которых происходят фазовые и структурные превращения в железоуглеродистых сплавах, называются критическими точками.
Для выполнения задания необходимо отобразить схематично участок диаграммы состояния железоуглеродистых сталей, отметить на ней основные точки и линии. На шкале содержания углерода в сплаве найти точку соответствующую содержанию углерода по таблице 1 и восстановить перпендикуляр до точки пересечения. Точки пересечения линий диаграммы с этой вертикальной линией и являются критическими для этой стали. На диаграмме необходимо отметить вертикальной линией І сплав с содержанием углерода. Точки пересечения этой прямой с линиями диаграммы – критические точки, которые необходимо охарактеризовать.
Таблица 1
Содержание углерода в сплавах
Номер варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
Содержание углерода,в % |
0.05 |
0.08 |
0.1 |
0.12 |
0.14 |
0.15 |
0.16 |
0.18 |
0.2 |
0.25 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.55 |
0.6 |
Номер варианта |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
Содержание углерода,в % |
0.65 |
0.7 |
0.75 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.9 |
2.0 |
Таблица 2