Exemple de soluții de probleme în știința materialelor

Punctele critice Ac1 și Ac3 pentru oțel 15:

Reumplerea completă constă în încălzirea oțelului hipereutectoid la 30-50 ° C peste temperatura corespunzătoare punctului Ac3. menținând această temperatură pentru încălzirea completă și finalizarea transformărilor de fază în volumul metalului și răcirea lentă ulterioară. Temperatura recoacerii complete a oțelului 15 este de 890-910 ° C. După recoacere, oțelul are o duritate scăzută și o rezistență redusă la ductilitate ridicată. Când faza de recristalizare cereale este zdrobit și se elimină Widmanstätten model și cusatura cauzată de separarea fazelor, și alte structuri de oțel adverse. Structura după recoacere completă: perlit și ferită.

Reacția incompletă diferă de cea completă prin faptul că oțelul este încălzit la o temperatură mai mică (puțin peste punctul Ac1). Se efectuează recristalizarea parțială a componentei perlit. Oțel hipoeutectoide incomplet este supus recoacere, în scopul de a elimina stresul intern și de a îmbunătăți prelucrabilitatea în cazul în cazul în care tratamentul de preîncălzire nu conduce la formarea de granule mari. Temperatura inoculării incomplete a oțelului 15 este de 740-760 ° C. După recoacere, oțelul are o duritate scăzută și o rezistență redusă la ductilitate ridicată. Structura după recoacere completă: perlit și ferită.

Normalizarea se numește o încălzire din oțel hipereutectoid la o temperatură de peste A c 3 la 40-50 ° C urmată de răcirea în aer. Atunci când este normalizat, are loc recristalizarea oțelului, eliminând structura cu granulație brută obținută prin turnare sau forjare. Ca urmare a răcirii în aer, descompunerea austenitului într-un amestec de ferită-cementită are loc la temperaturi mai scăzute și, prin urmare, crește dispersia amestecului. Oțelurile preeutectoide sunt supuse normalizării în locul recoacerii. Ca rezultat, duritatea crește ușor, însă calitatea suprafeței în timpul tăierii este îmbunătățită. Temperatura de normalizare pentru oțelul 15 este de 900-910 ° C. Structura după recoacere completă: perlit și ferită.

Cristalizarea primară a aliajelor sistemului de fier-carbon începe după atingerea temperaturilor corespunzătoare liniei ABCD (linia liquidus) și se termină la temperaturi care formează linia AHJECF (linia solidus).

La temperaturile corespunzătoare liniei BC, austenita cristalizează din soluția lichidă. În aliaje care conțin de la 4,3% până la 6,67% carbon, la temperaturi corespunzătoare liniei CD. Se creează cristalite de cementită primară. Cementite, cristalizat din faza lichidă, este denumit primar. La punctul C la o temperatură de 1147 ° C și o concentrație de carbon într-o soluție lichidă de 4,3% se formează un eutectic numit ledeburite. Transformarea eutectică cu formarea ledeburite poate fi scrisă în formula HF4.3 A [A2.14 + C6.67]. Procesul de cristalizare primară a fiarelor turnate se termină în linia ECF cu formarea de ledeburite.

Astfel, structura de fier turnat sub 1147 ° C va fi: hypoeutectic - Ledebur + austenita, eutectic - Ledebur și hipereutectice - cementita (primar) + Ledebur.

Transformările care se produc în stare solidă se numesc cristalizare secundară. Acestea sunt asociate cu o tranziție prin răcirea fierului γ în a-fier și descompunerea austenitei.

Linia GS corespunde temperaturilor debutului transformării austenitei în ferită. Sub linia GS, aliajele constau din ferită și austenită.

Linia E S arată temperatura debutului de izolare a cementitei de la austenită datorită unei scăderi a solubilității carbonului în austenită cu scăderea temperaturii. Cementite, eliberat din austenită, se numește cementită secundară.

La punctul S, la o temperatură de 727 ° C și concentrația de carbon în amestec eutectoid austenită 0,8% a fost format constând din ferită și cementita, care se numește perlit. Perlitul este obținut ca rezultat al precipitării simultane a particulelor de ferită și cementită din austenită. Procesul de transformare a austenitei în perlit poate fi scris ca A0.8 П [Ф0.03 + Ц6.67].

Linia PQ indică o scădere a solubilității carbonului în ferită la răcire și eliberarea cementitei, numită cementită terțiară.

Prin urmare, aliaje care conțin mai puțin de 0,008% carbon (punctul Q) sunt o singură fază de ferită și au o structură netă și aliaje care conțin carbon din 0,008 la 0,03% - structura din ferită + fier tehnic terțiar și numit cementită.

oțel hipoeutectoide la o temperatură mai mică decât 727ºS au structura de ferita + perlit și clase hypereutectoid - perlită + cementită ca ochiuri secundar de-a lungul limitei grăunților.

The hypoeutectic fontele 1147-727ºS în intervalul de temperaturi de la austenita în timpul răcirii este alocat cementita secundar datorită scăderii solubilității carbonului (linia ES). Când temperatura ajunge la 727 ° C (linia PSK), austenita epuizată cu carbon la 0,8% (punctul S), transformându-se în perlit. Astfel, după răcirea finală, structura fontei pre-eutectice constă din perlit, cementită secundară și ledeburite convertite (perlit + cementite).

Structura fontei eutectice la temperaturi sub 727 ° C constă în transformarea ledeburiților. Fierul hipereutectic la temperaturi sub 727 ° C constă din ledeburite transformate și cementite primare.

Exemple de soluții de probleme în știința materialelor

Figura 5. Diagrama a-diagramă fier-cementite, b-curba de răcire pentru un aliaj care conține 0,8% carbon

Articole similare