Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

(l)-pacTBop). В сплаве, содержащем 0,16 % С (точка J), исходные кристаллы Ф (б-твердого раствора) и вся жидкая фаза при перитектическом превращении полностью расходуются на образование аустенита:

Же + Aj (аустенит).

В сплавах, содержащих от 0,16 до 0,5 % С, при перитектическом превращении Ф/ (б-твердый раствор) расходуется полностью, а жидкая фаза остается в избытке:

Жв + Фц Жв + Aj (аустенит).

Поэтому при температл/рах ниже линии JB сплав будет двухфазным: аустенит (у-твердый раствор) + + жидкость. Процесс кристаллизации закончится по достижении температур, соответствующих линии солидус JE. После затвердевания эти сплавы приобретают однофазную структуру - аустенит (Л).

При температурах, соответствующих линии ВС, яз жидкого сплава кристаллизуется аустенит, а но линии CD - цементит. В точке С при 1147 °С и концентрации углерода 4,3 % из жидкого сплава одновременно кристаллизуются аустенит и цементит, образуя эвтектику, которая называется ледебуритом:

Же Л е + FegC (ледебурит).

Сплавы, содержащие от 0,16 до 2,14 % С, кристаллизуются в интервале температур, ограниченном линиями ВС и JE. После затвердевания (ниже линии солидус JE) сплавы получают однофазную структуру - аустенит.

При кристаллизации дозвтектических сплавов, содержащих от 2,14 до 4,3 % С, из жидкой фазы по достижении температур, соответствующих линии ликвидус ВС, сначала выделяются кристаллы аустенита, а при 1147 °С (линия ECF) сплавы затвердевают с образованием эвтектики - ледебурита. Следовательно, доэвтектические сплавы после затвердевания и при температурах выше 727 "С имеют структуру аустенит + ледебурит (Л -f FegC).

Заэвтектические сплавы, содержащие От 4,3 до 6,67 % С, начинают затвердевать по достижении температур, соответствующих линии CD. Перво-

начально из жидкой фазы выделяются кристаллы цементита, а по достижении 1147 "С (линия ECF) сплавы окончательно затвердевают с образованием эвтектики- ледебурита.

После затвердевания структура сплава состоит из кристаллов цементита + ледебурит. Цементит, образующийся из жидкой фазы, называют нерв и ч н ы м цементитом.

Сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14 % С, называют ста л ь ю; сплавы, содержащие более 2,14 % С, - ч У г у н о м.

Принятое разграничение между сталью и чугуном совпадает с предельной растворимостью углерода в аустеките. Стали после затвердевания не содержат малопластичной структурной составляющей - ледебурита и при высоком нагреье имеют структуру чистого аустенита, обладающего высокой пластичностью. Поэтому стали легко деформируются, т. е являются ковкшли сплавами.

По сравнению со сталью чугуны обладают лучшими литейными свойствами и, в частности, более низкими температурами плавления, но они хрупки и практически ке поддаются ковке. Это объясняется присутствием в структуре чугунов легкоплавкой и хрупкой эвтектики - ледебурита или графита.

Рассмотрим теперь превращения, протекающие в твердом состоянии. Эти превращения связаны с переходом при охлаждении -у-железа в а-железо и распадом аустенита (рис. 56 и 57) и феррита.

Линия GS на диаграмме (см. рис. 56) при охлаждении соответствует температурам начала превращения а. Ниже линии GS из аустенита выделяется феррит. Критические точки, образующие линию OS в условиях равновесия, принято обозначать Л г, при охлаждении и Acg при нагреве (конец растворения феррита).

Линия ES показывает изменение растворимости углерода в аустеките с изменением теглпературы и при охлаждении соответствует температурам начала распада аустенита с выделением из него цементита.

Цементит, выделяющийся нз аустенита, в отличие от цементита, кристаллизующегося из жидкой фазы, называют вторичны м. Критические точки, образующие линию ES, обозначают Лет-

Точка S при 727 "С и концентрации углерода 0,8 % показывает минимальную температуру равновесного существования аустенита при охлаждении.

По достижении 727 °С происходит распад аустенита с образованием эвтектоидкой структуры, которую называют перлитом. Эвтектоид-перлит получается в результате одновременного образования из аустенита частиц феррита и цементита As Фр + РеС. Таким

йШ1Л 0,2S 0,50 0,65

ДозВтектоиВная

1,10 Ш /,60%С ЗаэВтектоиВная

Рис. ХЯ. Схема превращ ния в сталях (содержание углерода от 0,10 до 1,60 %) при охлаждении. А - аустенит; ф - феррит: П - перлит; и - цементит

образом, перлит содержит 0,8 % С, образуется при 727 °С и представляет собой структуру, состоящую из двух фаз - феррита и цементита (рис. 56, 57). Температуру фазового равновесия (727 °С, линия PSK на рис. 56) аустенит перлит (феррит + цементит) обозначают Лг, (при охлаждении) и Лсх (при нагреве).

Точка Р характеризует предельную растворимость углерода в а-железе при эвтектоидной температуре 727 °С; она составляет 0,020 % С.

Линия PQ показывает изменение растворимости углерода ь а-железе в зависимости от температуры и соответствует при охлаждении началу выделения из феррита избыточного цементита. Следовательно, сплавы левее точки Q состоят только из феррита, а сплавы, концентрация которых находится в пределах от Q до Р, имеют двухфазную структуру: феррит и избыточный цементит, выделяющийся из твердого раствора при