Железо и его сплавы

Студент обязан объяснить диаграмму состояния железо-цементит и определить все фазы и структурные составляющие этой системы, а также строить с помощью правила фаз кривые охлаждения (или нагревания) для любого сплава; четко разбираться в классификации железоуглеродистых сплавов и усвоить, что различие между тремя классами (техническое железо, сталь, чугун) не является формальным (по содержанию углерода). Разные классы сплавов принципиально различны по структуре и свойствам. Необходимо знать, что технические железоуглеродистые сплавы состоят не только из железа и углерода, но обязательно содержат постоянные примеси, попадающие в сплав в результате предыдущих операций при выплавке.

Разберите диаграмму состояния железо-графит, которая по графическому начертанию почти не отличается от диаграммы железо-цементит, что облегчает ее запоминание. Количественные изменения в положении линий диаграммы касаются смещения эвтектической и эвтектоидной линий в точке S' и Е'. Качественное изменение заключается в замене в структуре во всех случаях цементита графитом.

Изучите влияние легирующих элементов на критические точки железа и стали и объясните, при каком сочетании углерода и соответствующего легирующего элемента могут быть получены легированные стали ферритного, перлитного, аустенитного и ледебуритного классов.

Уясните влияние постоянных примесей на строение чугуна и разберитесь в различии металлической основы серых чугунов разных классов. Запомните механические свойства и назначение чугунов различных классов, их маркировку и применение. Обратите внимание на способы получения ковких и высокопрочных чугунов. Изучите физическую сущность процесса графитизации.

Вопросы для самопроверки.

Что такое феррит, аустенит, перлит, цементит и ледебурит? 2. Какие превращения происходят в сплавах при температурах А_1, А₂, A₃, А₄,А_ст. 3.Построить с помощью правила фаз кривую охлаждения для стали с 0,8% С и для чугуна с 4,3% С. 4. В каких условиях выделяется первичный, вторичный и третичный цементиты? 5. Как влияют легирующие элементы на положение критических точек Аг₁, Аг_2,Аг_3,Аг_4,А_ст? 6. Какие легирующие элементы способствуют графитизации? 7. Как влияют легирующие элементы на свойства феррита и аустенита? 8.Как классифицируют легированные стали по структуре в равновесном состоянии? 9. Каково строение эвтектики и эвтектоида в сером и белом чугунах? 10. Клас­сификация, маркировка и применение чугунов, 11. Сравните механические свойства серого, ковкого и высокопрочного чугунов.