Желязо-въглеродни сплави
Сплави желязо-въглерод,сплави желязо-въглерод на основата на желязо. Чрез промяна на състава и структурата се получават желязо-въглеродни сплави с различни свойства, което ги прави универсални материали. Разграничават се чисти желязо-въглеродни сплави (със следи от примеси), получени в малки количества за изследователски цели, и технически желязо-въглеродни сплави - стомани (до 2% С) и чугуни (повече от 2% С), световното производство на които се измерва в стотици милиони тона. Техническите желязо-въглеродни сплави съдържат примеси. Те се разделят на обикновени (фосфор P, сяра S, манган Mn, силиций Si, водород H, азот N, кислород O), легиращи (хром Cr, никел Ni, молибден Mo, волфрам W, ванадий V, титан Ti, кобалт Co, мед Cu и др.) и модифициращи (магнезий Mg, церий Ce, калций Ca и др.). В повечето случаи основата, определяща структурата и свойствата на стоманите и чугуните, е системата Fe - C. Българските металурзи П. П. Аносов (1831) и Д. К. Чернов (1868) поставят началото на научното изследване на тази система. Аносов е първият, който използва микроскоп за изследване на желязо-въглеродни сплави, докато Чернов установява тяхната кристална природа, открива дендритна кристализация и открива трансформации в тях в твърдо състояние. От чуждестранните учени, допринесли за създаването на диаграмата на състоянието на Fe-C сплави, трябва да се отбележи F. Osmond (Франция), WC Roberts-Austen (Англия), B. Rosebaum (Холандия) и P. Gerens (Германия).
Фазови състояния Сплавите желязо-въглеродпри различни състави и температури се описват чрез стабилни (Фиг. 1, a) и метастабилни (Фиг. 1, b) диаграми на равновесие. В стабилно състояние желязо-въглеродните сплави съдържат течен разтвор на въглерод в желязо (I), три твърди разтвора на въглерод в полиморфни модификации на желязо (Таблица 1)
Ориз. 1а. Диаграми на състоянието на желязо-въглеродни сплави: състояние на стабилно равновесие.
Ориз. 1в. Диаграми на състоянието на желязо-въглеродни сплави: състояния с двойни линии.
Ориз. 1б. Диаграми на състоянието на желязо-въглеродни сплави: състояние на метастабилни равновесия.
Раздел. 1.- Кристални фази на желязо-въглеродни сплави
Твърд разтвор на включване на въглерод в -Fe
Обемна обемна куб
Твърд разтвор на включване на въглерод в g-Fe
Квадратна кубична форма с лице в центъра
Твърд разтвор на включване на въглерод в d-Fe
Обемна обемна куб
Железен карбид Fe2C
a-разтвор (a-ферит), g-разтвор (аустенит) и d-разтвор (d-ферит) и графит (G). В метастабилно състояние в желязо-въглеродни сплави има Zh, a-, g-, d-разтвори и железен карбид Fe3C - цементит (C). На диаграмите са посочени зони на стабилност Желязо-въглеродни сплави в еднофазни и двуфазни състояния. При определени условия желязо-въглеродните сплави могат да съществуват в равновесие и три фази. При температури HB е възможна перитектика. равновесие d + g + W, E'C'F' - евтектично стабилно равновесие g + W + G; за ECF, евтектичното метастабилно равновесие g + W + C; при P'S'K' - евтектоидно стабилно равновесие a + g + Г', при PSK - евтектоидно метастабилно равновесие a + g + C. Начертавам и диаграми a и b в една координатна система (фиг. 1, c). Такава двойна диаграма ясно характеризира относителното изместване на равновесните линии от същия тип и улеснява анализа на желязо-въглеродни сплави, съдържащи едновременно стабилни и метастабилни фази.
Основната причина за появата в желязо-въглеродните сплави на високо съдържание на въглеродметастабилна фаза под формата на цементит са трудностите при образуването на графит. Образуването на графит в течен разтвор G и твърди разтвори a и g е свързано с почти пълното отстраняване на железни атоми от областите на сплавта, където графитът се заражда и расте. Това изисква значителни атомни движения. Ако сплавите желязо-въглерод се охлаждат бавно или се държат при повишени температури за дълго време, атомите на желязото имат време да се отдалечат от местата, където се образува графит, и след това възникват стабилни състояния. При ускорено охлаждане и недостатъчно излагане, отстраняването на железни атоми с ниска подвижност се забавя, почти всички остават на място и след това цементитът се ражда и расте в течни и твърди разтвори. Дифузията на въглеродни атоми, които са лесно подвижни при повишени температури, което не изисква дълги експозиции, необходими за това, има време да се случи дори при ускорено охлаждане. В допълнение към основните фази, посочени в диаграмите, търговските желязо-въглеродни сплави съдържат малки количества други фази, появата на които се дължи на наличието на примеси. Често има сулфиди (FeS, MnS), фосфиди (Fe3P), оксиди на желязо и примеси (FeO, MnO, Al2O3, Cr2O3, TiO2 и др.), Нитриди (FeN, AlN) и други неметални фази. Пунктираните линии в диаграмите отбелязват точките на Кюри, наблюдавани в сплави желязо-въглерод, дължащи се на магнитните трансформации на ферит (768°C) и цементит (210°C).
Структура Сплавите желязо-въглеродсе определят от състава, условията на втвърдяване и структурните промени в твърдото състояние. В зависимост от съдържанието на въглерод желязо-въглеродните сплави се делят на стомани и чугуни. Стомани с концентрация на въглерод, по-ниска от евтектоидните S' и S (Таблица 2), се наричат хиперевтектоидни, а стоманите с по-висок въглерод са свръхевтектоидни. Чугун с концентрациявъглеродът с по-малко от евтектиката C 1 и C се наричат хипоевтектични, а по-високите въглеродни се наричат хиперевтектични.
Раздел. 2.— Координати на точките от диаграмите Fe-C
Втвърдяването на стомани, съдържащи до 0,5% С, започва с утаяване на кристали от 8-разтвор, обикновено под формата на дендрити. При концентрации на въглерод до 0,1% кристализацията завършва с образуването на еднофазна структура на d-разтвора. Стомани с 0,1-0,5% С след изолиране на определено количество S-разтвор изпитват перитектична трансформация W + d - > ж. В диапазона на концентрация 0,10–0,16% С води до пълно втвърдяване, а в диапазона 0,16–0,50% С кристализацията завършва при охлаждане до температурата на линията IE. В желязо-въглеродни сплави с 0,5-4,26% С кристализацията започва с изолирането на g-разтвора, също под формата на дендрити. Стоманите се втвърдяват напълно в температурния диапазон, ограничен от линиите BC и IE, придобивайки еднофазна аустенитна структура. Втвърдяването на чугуните, започвайки с отделянето на излишък (първичен) g разтвор, завършва с евтектично разлагане на останалата течност според една от трите възможни опции: Zh ® g + G, Zh ® g + C или Zh ® (+ G + Z). В първия случай се получават така наречените сиви чугуни, във втория - бял, в третия - полуформен. видим (Фиг. 2, h) включвания и цементит - под формата на монолитни плочи (Фиг. 2, i) или преплетени с разклонен аустенит (така наречения ледебурит,Фиг. 2, j) условия на бавно охлаждане започва с образуването на разклонен или сферичен първичен графит.свръхохлаждания под DC линията), се образуват плочи от първичен цементит (Фиг. 2, k). При междинни скорости на охлаждане се отделят и графит, и цементит. Кристализацията на свръхевтектични чугуни, както и на хипоевтектични чугуни, завършва с разлагането на течния остатък в смес от g разтвор с високовъглеродни фази.
Структурата на втвърдените желязо-въглеродни сплави се променя значително при по-нататъшно охлаждане. Тези промени се дължат на полиморфни трансформации на желязото, намаляване на разтворимостта на въглерода в него и графитизация на цементит. Структурата може да се промени в твърдо състояние в резултат на процесите на прекристализация на твърди разтвори, сфероидизация на кристали (от неравноосни към равноосни), коалесценция (някои циментитни кристали нарастват за сметка на други) на високовъглеродни фази.
Полиморфни трансформации Сплавите желязо-въглеродса свързани с пренареждане на лицево-центрираната кубична (fcc) решетка g-Fe и центрираната решетка (bcc) a- и d-Fe
Ориз. 2в. Типични структури на желязо-въглеродни сплави. Стомана с 0,8% С (ламеларен перлит). Увеличен 500 пъти.
Ориз. 2л. Типични структури на желязо-въглеродни сплави. Бял свръхевтектичен чугун (заготовки от първичен цементит и ледебурит). Увеличен 150 пъти.
Ориз. 2а. Типични структури на желязо-въглеродни сплави. Стомана с 0,15% C: феритни зърна (светли) и перлитни области (тъмни). Увеличен 150 пъти.
Ориз. 2g. Типични структури на желязо-въглеродни сплави. Сив чугун: разклонени графитни плочи (тъмни) и феритни зърна.
Ориз. 2 ч. Типични структури на желязо-въглеродни сплави. Сив чугун с нодуларен графит на феритна основа.
Ориз. 2k. Типичноконструкции от желязо-въглеродни сплави. Бяло хипоевтектично желязо: дендрити от първичен аустенит (и ледебурит). Увеличен 150 пъти.
Ориз. 2г. Типични структури на желязо-въглеродни сплави. Стомана с 1,18% C: мрежа и цементитни плочи (леки) в перлит. Увеличен 150 пъти.
Ориз. 2 г. Типични структури на желязо-въглеродни сплави. Стомана с 0,91% С (сфероидизиран цементит във ферит). Увеличен 500 пъти.
Ориз. 2б. Типични структури на желязо-въглеродни сплави. Стомана с 0,65% С (феритна мрежа и перлит). Увеличен 150 пъти.
Ориз. 2i. Типични структури на желязо-въглеродни сплави. Бял хипоевтектичен чугун (евтектичен монолитен цементит и перлит). Увеличен 500 пъти.
Ориз. 2м. Типични структури на желязо-въглеродни сплави. Ковък чугун (включвания на графит във феритна основа). Увеличен 150 пъти.
Лит.: Д. К. Чернов и науката за металите, изд. Публикувано от Н. Т. Гудцова, Л.-М., 1950 г. Бочвар А. А., Металознание, 5 изд., М., 1956; Лившиц Б. Г., Металография, М., 1963; Тиркел Е., Историята на развитието на диаграмата желязо-въглерод, прев. от пол., М., 1968; Бунин К. П., Баранов А. А., Металография, М., 1970.
Ханс Хоп (Хоп) Ханс (9.2.1890 г., Любек, - 21.2.1971 г., Берлин), немски архитект (ГДР). Деванагари, най-често използваната писменост в Индия; виж Неразделно кипяща смес, същото като азеотропна смес. Факторен анализ, раздел на многомерен статистически анализ. Хигрограф (от хигро. и. графика), устройство за непрекъснато записване на относителната влажност на въздуха.members of the CMEA. Title (from Latin titulus - inscription; honorary title), 1) an honorary title (for example, count, duke), hereditary or assigned to individuals to emphasize their special, privileged position and requiring appropriate titles (for example, lordship, highness). Intra-branch competition, one of the types of capitalist competition, a specific form of antagonistic rivalry and struggle between individual and commodity producers, capitalist entrepreneurs, joint-stock companies, monopoly unions of capitalists employed in the same sector of the economy. Magnetoresistive effect, the same as magnetoresistance. Stepanov Nikolai Ivanovich [23.6 (5.7). about 94.4 thousand. Kay George Marshall Kay (Kau) George Marshall (born 11/10/1904), American geologist; виж Шига Наоя (20 февруари 1883 г., Ишиномаки, префектура Мияги, - 21. Бандай-Асахи, национален парк в Япония, в северната част на остров Комсомолское.