|
ИЗЛОЖНИЦА - металлическая форма, заполняемая расплавленным металлом, в которой происходит его кристаллизация и образование слитка.
После полного медленного охлаждения структура чугунов состоит из феррита и графита.
Железоуглеродистые сплавы классифицируются на стали (до 2,14 % С) и чугуны (от 2,14 до 6,67 % С).
Железо — металл серебристо-белого цвета, мягкий. Чистое железо содержит 99,99 % Fe. Технические сорта железа содержат 99,80—99,91 °/о Fe. Температура плавления железа 1539 °С. До температуры 768 °С железо Магнитно. Температура 768 °С, при которой железо теряет свои магнитные свойства, называется точкой Кюри.
Железо имеет две аллотропические модификации:
Fe a и Fe g (рис. 3). Железо а существует при температурах ниже 911° и выше 1401 °С. Высокотемпературную модификацию железа a, т.е. выше 1401 °С, называют иногда железом . В интервале температур 911—1401 °С существует железо g.
Железо в чистом виде не имеет широкого промышленного применения. В технике применяются сплавы железа с углеродом. Для изучения структурных составляющих железоуглеродистых сплавов рассмотрим диаграммы фазового равновесия железо — углерод.
Рис. 3. Кривые нагрева и охлаждения железа
Рис. 4. Метастабильная диаграмма железо—углерод
Сплошные линии диаграммы соответствуют метастабильной системе (рис. 4) железо—цементит (Fe— Fe зС), а пунктирные—стабильной системе (рис. 5) железо—графит (Fe—Г). Систему железо—цементит называют метастабильной, т. е. неустойчивой, так как при определенных условиях -
Рис. 5. Стабильная диаграмма железо—графит
происходит диссоциация цементита на аустенит и свободный углерод в виде графита. Систему железо—графит называют стабильной, так как при очень медленном охлаждении из жидкого раствора в процессе кристаллизации углерод выделяется в виде графита. Процесс образования графита в железо-углеродистых сплавах называется графитизацией. Она может происходить в жидком и твердом состояниях.
Дублирование касается тех линий диаграммы, которые характеризуют равновесие с участием цементита или графита. Это линии—EF,CD, SE, РК. и PQ. Другие линии—АВ, ВС, АН, NJ, HB, GP, GS, NH, JE описывают фазовые равновесия без участия этих фаз и относятся в равной мере к обеим диаграммам—метастабильной и стабильной.
ОСНОВНЫЕ ТОЧКИ И ЛИНИИ НА ДИАГРАММАХ
Первичная кристаллизация, т. е. затвердевание жидких сплавов, начинается при температурах, соответствующих линии ликвидус, а завершается при температурах, соответствующих линии солидус (см. рис. 4, 5).
АВ—линия ликвидус (граница области жидкость + феррит б),
ВС— линия ликвидус (граница области жйдкость+аустенит).
CD— линия ликвидус (граница области жидкость + цементит).
C’D’— линия ликвидус (граница области жидкость + графит).
АН— линия солидус (граница области жидкость + феррит d).
НВ—линия перитектического равновесия (феррит d состава Н, жидкость состава В, аустенит состава J).
HJ—линия солидус (часть линии HB).
EJ—линия солидус (граница области жидкость+ аустенит).
EF—линия эвтектического равновесия (аустенит состава Е, жидкость состава С, цементит). Линия солидус.
E’F’—линия эвтектического равновесия (аустенит состава Е, жидкость состава С, графит). Линия солидус.
Вторичная кристаллизация, т. е. превращение в твердом состоянии, происходит по следующим линиям диаграммы:
HN—верхняя граница области равновесия феррит d + аустенит (при охлаждении начало превращения феррита d- аустенит).
JN— нижняя граница области равновесия феррит d + аустенит (при охлаждении конец превращения феррита d- аустенит).
GS—верхняя граница области равновесия феррит a+аустенит (при охлаждении начало превращения аустенита в феррит).
Gp — граница области равновесия феррит+аустенит (при охлаждении колец превращения аустенита в феррит).
ES —линия ограниченной растворимости цементита в аустените. E’S’ — линия ограниченной растворимости графита в аустените.
РК—линия эвтектоидного равновесия (феррит состава Р, аустенит состава S, цементит).
Р'К' - линия эвтектоидного равновесия (феррит состава Р', аустенит состава S', графит).
pq—линия ограниченной растворимости цементита в феррите.
А - 1539°С, температура плавления железа.
D—1600 °С, температура плавления цементита.
В—0,51 % С—содержание углерода в жидкой фазе при перитектической температуре.
С— 4,3 % С — содержание углерода в жидкой фазе при эвтектической температуре; в равновесии с аустенитом и цементитом.
С'—4,26 % С—содержание углерода в жидкой фазе в равновесии с аустенитом и графитом.
Н—0,1 % С—предельное содержание углерода в феррите d при перитектической температуре.
J—0,16% С—содержание углерода в аустените при перитектической температуре.
Е—2,14% С—предельное содержание углерода в аустените при эвтектической температуре в равновесии с жидкостью 4,3 % С и цементитом.
Е'—2,11 % С—предельное содержание углерода в аустените при эвтектической температуре в равновесии с жидкостью 4,26 %С и графитом.
S— 0,80 % С —содержание углерода в аустените при эвтектоидной температуре в равновесии с ферритом и цементитом.
S'— 0,7 % С — содержание углерода в аустените при эвтектоидной температуре в равновесии с ферритом и графитом.
Р—0,025 (0,03)% С—предельное содержание углерода в феррите, при эвтектоидной температуре в равновесии с аустенитом и цементитом.
Q—0,008 % С — предельное содержание углерода в феррите при температуре 20 °С.
Содержание углерода в цементите равно 6,67 %.
| 
