Diagrama de stare Fe - C este reprezentată pe diagramele de stare Fe3C - Fe prin linii punctate. Citirea ei nu este fundamental diferită de citirea diagramei de stare Fe-Fe3 C, dar în toate cazurile, nu este cementită, ci grafitul este precipitat din aliaje. Aliajele de fier pot cristaliza conform diagramei Fe-C doar cu răcire lentă și prezența aditivilor grafitizatori (Si, Ni, etc.).
Fig. 6.8.1. Diagrama stării sistemului Fe-Fe3 C (fier-cementită)
Ris.6.8.2. Diagrama stării sistemului Fe-C (fier-grafit)
Fig. 6.8.3. Schema de formare și creștere a granulelor perlite
I - austenită; II - formarea embrionului Fe3C la limita granulei austenite;
III-IV V VI
6.8.3. Influența elementelor de aliere asupra
Structura de echilibru a oțelurilor
Oțeluri aliate. conținând aditivi de alte elemente, în plus față de Fe, C și impurități permanente, sunt utilizate pe scară largă în inginerie. Agenții de aliere cei mai frecvent utilizați sunt Cr, Ni, Mn, Si, Mo, W, V, Ti, Nb, mai rar - Co, Al, Cu, B și alții.
Aproape toate elementele de aliere modifică temperaturile transformărilor polimorfe ale fierului, ale reacțiilor eutectoide și eutectice, afectează solubilitatea carbonului în austenită.
De exemplu, se știe că la f = 20-25 ° C, ferita este stabilă (Fe # 945;). În aliajele de Fe c Ni, Mn, Co (figura 6.8.3.1) # 947; - regiunea se deschide și, cu concentrația aditivului corespunzător punctului B, reticula fcc - austenită (Fe # 947;) devine stabilă la 20-25 ° C; astfel de aliaje se numesc oțeluri austenitice.
Elementele de aliaj Sr, Mo, W, V, Si, Ti extinde intervalul de stabilitate a temperaturii Fe # 945; și se formează oțeluri feritice (aliaje monofazate cu bricuri bcc - soluții solide pe bază de Fe # 945;
Dintre elementele enumerate, care dau o închisă # 947; - regiunea, numai Sr și V nu formează faze intermediare cu Fe și, prin urmare, # 945; - regiunea "se deschide" (Figura 6.8.3.2) - există o solubilitate nelimitată a acestor elemente în Fe cu o latură bcc. Elementele de aliere rămase care închid regiunea formează faze intermediare cu Fe, prin urmare, la anumite concentrații ale elementului de aliere, pe diagrame apare o linie care limitează solubilitatea la dreapta a cărei regiuni trifazate sunt situate.
Astfel, introducerea aditivilor de aliere în oțel duce la formarea structurilor monofazate - Fe # 945; sau Fe # 947; .
Carbide și nitruri din oțeluri aliate
Carburile de tranziție care formează carburi includ o carcasă d-electron neterminată. Mai puțini electroni de pe coajă, cu atât este mai mare afinitatea pentru carbon.
În oțelurile formate cu carbură sunt: Fe, Cr, Mn, Mo, W, V, Ti, Nb (în ordinea cresterii capacității lor de formare a carburilor).
de multe ori nu se produce atunci când se administrează în elementul de oțel carbura într-o cantitate mică (de la zeci până la 2%) formarea carburii elementului. Se formează cementită dopată (Fe, Cr) 3C sau în forma generală Me3C.
Generatoarele puternice de carburi Mo, W, V, Nb, Ti formează cu carbonul din faza de penetrare cel mai adesea formula MeC.
Fazele de implantare se caracterizează printr-o refractare foarte înaltă, practic insolubilă în austenită. Datorită insolubilității fazelor de implantare, austenita este epuizată cu carbon prin legarea oțelului cu agenți puternici de formare a carburilor.
Forme similare sunt observate în oțeluri cu o cantitate suficientă de azot, aceste faze se numesc nitruri.
Întrebări pentru autocontrol
- Cum se construiește o diagramă de echilibru a stării aliajelor?
- Care este linia solidus?
- Care este linia lichus?
- Ce este fundamental diferit în procesul de obținere a unui aliaj de echilibru dintr-un aliaj de neechilibru?
- De ce are loc segregarea în timpul răcirii rapide?
- Ce faze apar în aliaje în timpul cristalizării?
- Care este motivul pentru solubilitatea variabilă a componentei A din componenta B?
- Care este fenomenul polimorfismului?
- Formulează regula de concentrare și regula segmentelor.
- Cum se citește diagrama de stare?
- Ce este Konoda?
- Care este numele amestecului de două faze solide, obținut simultan din faza lichidă?
- Ce este un eutectoid?
- Ce este peritectic?
- Ce este un eutectic?
- Ce este ledeburite și perlit?
- Ce este oțelul austenitic? Oteluri feritice?
- Cum se formează carburile și nitrurile în oțelurile aliate?
TOPICUL 7. FORMAREA STRUCTURII DEFORMATULUI
Din metale și alipi
Deformarea este schimbarea dimensiunii și formei corpului sub influența forțelor externe. Deformările elastice dispar și deformările plastice rămân după sfârșitul acțiunii forțelor aplicate. În centrul deformărilor elastice se află deplasările reversibile ale atomilor de metal din poziția de echilibru. În inima plasticului - mișcarea ireversibilă a atomilor peste distanțe semnificative față de pozițiile de echilibru inițial.
Capacitatea metalelor de a se deforma plastic se numește plasticitate. În timpul deformării plastice a metalului, se schimbă simultan un număr de proprietăți, în special atunci când deformarea este rece, rezistența crește.
7.1. Mecanismul de deformare plastică
Deformarea plastică într-un cristal este realizată prin deplasarea unei părți a acesteia în raport cu cealaltă.
Există două tipuri de schimbare: alunecare și înfrățire. Rolul twinning-ului crește dacă alunecarea este dificilă. Aceasta, în comparație cu alunecarea, are o importanță secundară.
Slipul se dezvoltă de-a lungul planurilor și direcțiilor, pe care planul atomilor este maxim. Planul de alunecare împreună cu direcția de alunecare aparținând acestui plan formează un sistem de alunecare.
Numărul de sisteme culisante nu este același în cazul metalelor cu diferite tipuri de laturi de cristal:
- metale cu gratare fcc - 12 sisteme de alunecare echivalente.
- pentru metale cu grătar bcc - 48 de sisteme culisante.
- pentru metalele cu o latură HP la c / a ≥ 1,63, alunecarea se dezvoltă de-a lungul planului bazal, în care există 3 direcții echivalente. Aceste metale sunt mai puțin plastice decât metalele cu laturi bcc și fcc.
O creștere a numărului de sisteme de alunecare este însoțită de o creștere a capacității metalului de a deforma plastic. Astfel, pentru Zr și Ti pentru c / a <1,63 скольжение идет по плоскостям базиса, пирамидальным и призматическим плоскостям. Эти металлы более пластичны, чем Zn и Mg.
act de forfecare elementară - o deplasare a unei părți din cristal în raport cu celălalt cu o distanță egală cu perioada grilajul (Figura 7.1.1, 7.1.2):
Kr este criza de forfecare critică (rezistența teoretică a cristalului), G este modulul de forfecare a elasticității.
În cristale reale, o tensiune de aproximativ 10 -4 G este necesară pentru o deplasare de o distanță interatomică, adică de 1000 de ori mai mică decât valoarea teoretică. Rezistența redusă a cristalelor reale este cauzată de imperfecțiunea lor structurală.
Deformarea plastică în cristale reale se realizează prin mișcări succesive de dislocare. Transferul de masă nu are loc. Mutarea de fiecare dată valoarea vectorului Burgers - una distanța interatomică, dislocarea în final, va fi lansat pe suprafata de cristal, și va fi un pas egal cu vectorul Burgers. Acest pas (înălțimea) va crește, ca planul de alunecare a muta zeci sau sute de luxații. Pasul vizibil sub microscop se numește linia de alunecare.