Материаловедение

17 Практическое занятие №2 АНАЛИЗ ДИАГРАММЫ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ «ЖЕЛЕЗО - ЦЕМЕНТИТ» Железоуглеродистые сплавы – стали и чугуны – составляют до 90% металлофонда в экономике России, являясь основными конструкционны- ми материалами. Фазовый состав и структура промышленных сплавов, по- лученных при медленном охлаждении до комнатной температуры, хорошо согласуются с диаграммой состояния «железо – цементит», что предопре- делило ее широкое использование для выбора оптимальных режимов про­ изводства и термообработки железоуглеродистых сплавов на протяжении почти полутора веков (Д.К. Чернов, 1868). Цель практической работы – изучение диаграммы состояния «железо – цементит», анализ превращений, происходящих в сплавах этой системы при образовании фаз и структур, и определение состава и весового количе- ства фаз при заданных температурах. 1. Основы теории 1.1. Общие сведения Основными компонентами сталей и чугунов являются железо и угле- род. Железо – металл серого цвета. Атомный номер 26, атомная масса 55,85. Температура плавления железа 1539°С. Железо имеет две полиморф- ные модификации: α -железо, существующее при температуре ниже 911°С; γ-железо, существующее в интервале температур 911 – 1392°С; оно пара- магнитно. Кристаллическая решетка α-железа объемно-центрированная куби- ческая с периодом решетки 0,286 нм. До температуры 768°С железо фер- ромагнитно. Температуру 768°С, соответствующую переходу α-железа из ферромагнитного состояния в парамагнитное, называют точкой Кюри. Кристаллическая решетка γ-железа гранецентрированная кубическая. Углерод – неметаллический элемент, атомный номер 6, плотность 2,5 г/см 3 , температура плавления 3500°С. Углерод растворим в железе в жидком и твердом состоянии, а также может быть в виде химического соединения – цементита, а в высокоуглеродистых сплавах – в виде графита.