FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.
Email: Нажмите что бы посмотреть
Межатомные поры в ГЦК аустените больше, и он имеет более высокую растворимость углерода - 2.11%. Растворимость углерода в ОЦК -решетках гораздо меньше: 0.09% в -феррите и 0.0218 в -феррите. Твердые растворы относительно мягкие и пластичные, но более прочные, нежели чистое железо (благодаря упрочнению С).
1. Железо, содержащее малый %C, при охлаждении претерпевает 2 полиморфных превращения. Сразу после затвердевания образуется -феррит, имеющий ОЦК решетку.
2. При дальнейшем охлаждении образуется ГЦК -аустенит.
3. Наконец, при еще более низких температурах – ОЦК -феррит.
Эти три фазы являются твердыми растворами внедрения на основе железа с межузельными атомами углерода.
4 т/т фазы ( , , и ):
4. Четвертой фазой является стехиометрическое соединение карбид железа (цементит). Он образуется , если содержание углерода в стали превосходит предел растворимости. всегда содержит 6.67%C. Являясь весьма твердым (хотя и хрупким),цементит входит в состав всех промышленных сталей.
Ламеллы получаются очень тонкими, поскольку железо и углерод должны диффундировать через твердотельный аустенит. Перлит обеспечивает дисперсное упрочнение, поскольку феррит мягкий, а цементит твердый, хрупкий и мелкодисперсный.
Сталь, содержащую менее 0,02% С, называют техническим железом. Мы более подробно рассмотрим три класса сплавов:
1. До-эвтектоидная сталь (содержат от 0,02 %С до 0.77%C ).
2. Эвтектоидная сталь (содержит точно 0.77%C )
3. За-эвтектоидная сталь (содержит от 0.77%C до 2,11 %С ).
Эвтектоидная реакция происходит при фиксированных параметрах: эвтектоидном составе 0.77%C и температуре 727°C: аустенит разлагается на -феррит и цементит:
До-эвтектоидная сталь
За-эвтектоидная сталь
2. Изменением размеров зерна аустенита. Перлит растет в виде колоний на границах зерен аустенита. Можно увеличить прочность, уменьшая размер зерен или увеличивая число колоний.
3. Регулированием скорости охлаждения. Увеличивая скорость охлаждения, мы уменьшаем расстояние, на которое атомы способны диффундировать. Следовательно, ламеллы будут тонкими и близко расположенными. Тонкопластинчатый перлит более прочен.
Рассмотрим сплав Al-4%Cu. В интервале температур 500-570°С это
твердый раствор.
При охлаждении ниже сольвуса выделяется 2-ая фаза – интерметаллическое соединение , твердое и хрупкое, дающее дисперсное упрочнение.
Сплавы, упрочняемые за пределами границы растворимости
Дисперсное упрочнение, вызванное фазовыми переходами в твердотельном состоянии и тепловой обработкой
Предпочтительными являются округлые зерна 3. Острые углы 2 приводят к образованию трещин, а тонкая пленка непрерывных выделений вокруг зерен матрицы 1 делает сплав слишком хрупким
Некогерентные выделения имеют другую кристаллическую структуру, чем у матрицы. Они могут блокировать скольжение дислокаций, если они лежат прямо на пути скольжения.
Когерентные выделения
имеют такую же решетку, как у матрицы. Они создают широко распространенное искажение кристаллической решетки и блокируют дислокации, проходящие рядом.
Если длительное время выдерживать сплав при температуре старения, появится равновесная структура . Однако, она часто является нежелательной, и наивысшая прочность достигается при прекращении старения еще до равновесия.
3 стадии упрочнения старением.
СТАДИЯ 1: термообработка твердого раствора. Сплав нагревают выше температуры сольвуса и выдерживают в течение длительного времени, до тех пор, пока не образуется гомогенный твердый раствор . Во время этой стадии растворяются имевшиеся -выделения.
СТАДИЯ 2: Закалка, то есть быстрое охлаждение после 1 стадии. Атомы не успевают диффундировать внутрь и образовать зародыши новой фазы, поэтому -выделения не образуются. После закалки образуется пересыщенный твердый раствор . Он содержит избыток Cu и является неравновесной структурой.
Вообще, более низкие температуры более выгодны:
1. Возрастает максимальная прочность;
2. Сплавы сохраняют прочность в течение более долгого времени;
3. Сплавы получаются более однородными.