Изучение диаграммы состояния сплавов железа–цементит
Анализ основных структурных составляющих диаграммы состояния сплавов железа-цементит и определение режимов их термообработки. Расшифровка химического состава по маркировке сталей. Процесс нитроцементации (цель, температурный режим, последовательность).
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | практическая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.06.2014 |
| Размер файла | 2,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Уфимский институт путей сообщения
Расчетно-графическая работа №1
по дисциплине: Материаловедение и ТКМ
Выполнил: Шаяхметов Д.А.
Шифр: 11-ЭТ-062
Проверила: Хабибрахманова О. В.
Уфа 2012
Оглавление
Цель работы
Задание 1
Задание 2
Задание 3
Цель работы
Изучение диаграммы состояния сплавов железа-цементит, анализ ее основных структурных составляющих и определение режимов их термообработки, расшифровка химического состава по маркировке сталей.
Задание 1
Начертите диаграмму состояния железо-цементит , укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы и дайте им определение, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава , содержащего 2.4 % С . К какому классу по химическому составу он относится ? сплав железо термообработка нитроцементация
Введение
Феррит (Ф) - твердый раствор внедрения углерода в б-железе, магнитен, имеет низкую прочность ув = 250 МПа, у0,2 = 120 МПа, НВ 80-100, высокую пластичность (д = 50 %, ш = 80 %), зернистое строение.
Аустенит (А) - твердый раствор внедрения углерода в г-железе, немагнитен, НВ 160 при д = 40-50 %). Микроструктура аустенита имеет зернистое строение.
Аустенит устойчив при высоких температурах. Медленно охлаждаясь, распадается, образуя эвтектоидную смесь феррита с цементитом - перлит.
Цементит (Ц) - химическое соединение железа с углеродом Fe3C - магнитен, имеет высокую твердость НВ ??800, очень низкую пластичность, сложную кристаллическую решетку.
Перлит (П) - эвтектоидная механическая смесь феррита и цементита, которая образуется при распаде медленно охлаждающегося аустенита. Состоит из пластинок или зерен цементита на ферритной основе. Перлитная структура стали получается при 0,8 % углерода. Механические свойства определяются формой и дисперсностью частиц цементитной фазы: чем мельче смесь, тем выше механические свойства. Пластинчатый перлит имеет НВ 180 - 220; ув = 800 МПа, д = 10 %; зернистый перлит - НВ 160 - 200;
ув = 650 МПа, д = 20 %.
Ледебурит (Л) - механическая смесь (эвтектика) аустенита и цементита (цементита и перлита). Ледебурит твердая и хрупкая составляющая, НВ 600-700
Сплав: содержит углерода 2.4 %
· До точки 1 сплав находится в жидком состоянии (Ж).
· В точке 1 при достижении t = 1400 °C сплав переходит в двухфазное состояние (Ж+А) -Жидкость+Аустенит
· В точке 2 при достижении t = 1147 °C сплав переходит в состояние - Лидебурит+Аустенит+ Fe3C(вторичный)
· Ниже точки 3 при достижении t = 727 °C сплав переходит в состояние Лидебурит+Перлит+ Fe3C(вторичный). Эта структура сохраняется до температуры окружающей среды (комнатной температуры). Сплав такого фазового состава называется эвтектоидной сталью и содержит углерода 2.4 %
Задание 2
Для изготовления рабочих частей щтампа используют сплав марки Х12. Расшифруйте состав сплава, механические и технологические свойства, определите группу сплава по назначению
Ответ
Заданный материал является высоколегированной сталью марки Х12. Сплав содержит углерода 0.1%,хрома около 12%
Классификация: сталь инструментальная штамповая.
Применение: холодные штампы высокой устойчивости против истирания, не подвергающиеся сильным ударам и толчкам; волочильные доски, глазки для калибрования пруткового металла под накатку резьбы, гибочные и формовочные штампы, сложные секции кузовных штампов, матриц и пуансонов вырубных и просечных штампов, штамповки активной части электрических машин и т.
По качеству: качественная (менее 0.04% S и 0.035% Р).
По составу: высокоуглеродистая, высоколегированная.
|
C |
Si |
Mn |
Ni |
S |
P |
Cr |
Mo |
W |
V |
Ti |
Cu |
|
|
2-2.2 |
0.1-0.4 |
0.15-0.45 |
до 0.35 |
до 0.03 |
до 0.03 |
11.5-13 |
до 0.2 |
до 0.2 |
до 0.15 |
до 0.03 |
до 0.3 |
Химический состав в % материала Х12
Хром - повышает твердость, коррозионностойкость.
Задание 3
Описать процесс нитроцементации (цель, температурный режим, технологическая последовательность)
Цель
Повышение твердости, контактной выносливости, износостойкости и предела выносливости изделий. Основной температурой процесса считается 860 °С. При оптимальных условиях насыщения структура нитроцементованного слоя состоит из мартенсита, небольшого количества равномерно распределенных частиц карбонитридов и 25-30 % остаточного аустенита, обеспечивающего хорошую прирабатываемость. Содержание углерода на поверхности составляет 0,7-0,9 %, азота -- 0,3-0,4 %. Эффективная толщина насыщаемого слоя не должна превышать 1 мм, так как при большей толщине в структуре слоя появляются фазы, резко снижающие предел выносливости и контактную выносливость материала.
Температурный режим
Процесс нитроцементации обычно ведут при температурах 820-860 °С в средах эндогазов и эндоэкзогазов с добавками природного газа (метана) и аммиака. Чем больше толщина требуемого слоя насыщения, тем меньше должно быть содержание аммиака и метана и выше температура химико-термической обработки. Для получения слоя толщиной около 0,2 мм при температуре нитроцементации 800-820 °С в атмосферу печи добавляют 6-15 % аммиака и около 5 % метана. Для получения слоя 0,5-1,0 мм температура нитроцементации повышается до 860-880 °С , а содержание аммиака и метана снижаются соответственно до 0,6-1,3 % и 0,5-0,8 %.
Технологическая последовательность
процессы химико-термической обработки, заключающиеся в высокотемпературном насыщении поверхности изделия азотом и углеродом. Причем процесс совместного насыщения поверхности азотом и углеродом в жидких ваннах принято называть цианированием, а насыщение в газообразных средах -- нитроцементацией.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общие понятия анализа диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов, исследование свойства фаз и структурных составляющих. Технология построения кривых охлаждения и нагрева сплавов, определение составов фаз и расчет их количественного соотношения.
лабораторная работа [242,2 K], добавлен 01.12.2011Классификация углеродистых сталей по назначению и качеству. Направления исследования превращения в сплавах системы железо–цементит и сталей различного состава в равновесном состоянии. Определение содержания углерода в исследуемых сталях и их марки.
лабораторная работа [1,3 M], добавлен 17.11.2013Структурные составляющие и фазы во всех областях диаграммы и их определение. Кривая охлаждения и её описание с применением правила фаз для сплава содержанием углерода 0,4%. Режим термической обработки для детали винт. Микроструктура стали после ТО.
контрольная работа [83,1 K], добавлен 08.10.2015Диаграммы, изучение основных типов диаграмм состояния двойных систем, приобретение практических навыков изучения превращений, протекающих при кристаллизации сплавов. Анализ полученных данных и определение возможности их использования па практике.
методичка [349,8 K], добавлен 06.12.2008Составление диаграммы состояния железо-цементит с указанием структурных составляющих во всех ее областях. Построение кривой охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,5 % углерода. Определение температуры полного и неполного отжига.
контрольная работа [3,7 M], добавлен 03.12.2010Диаграммы состояния и кристаллизация металлических сплавов с неограниченной растворимостью в твердом состоянии. Методы построения диаграмм состояния. Правило фаз Гиббса. Кристаллизация сплавов и твердых растворов. Правило концентраций и отрезков.
контрольная работа [122,1 K], добавлен 12.08.2009Механические свойства железа. Аллотропия как важное свойство железа. Диаграмма состояния железа. Схема изменений свободных энергий кристаллических модификаций железа. Термический метод анализа. Кривая охлаждения железа. Критические точки чистого железа.
реферат [386,3 K], добавлен 30.03.2011Составление диаграммы состояния системы свинец - сурьма. Количественное соотношение фаз и их химический состав в середине температурного интервала в первичной кристаллизации сплава с 10% Sp. Марочный состав цветных сплавов, способ упрочнения АМг.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 02.03.2016Понятие о железоуглеродистых сплавах. Структурные составляющие ферри, цементита, аустенита, ледебури. Содержание углерода в перлите. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Система железо-цементит, графит. Линия солидуса кристаллизация сплавов.
презентация [1,3 M], добавлен 14.11.2016Построение кривых охлаждения для сплавов с заданным количеством углерода с использованием диаграммы железо-цементит. Состав, свойства и примеры применения легированных сталей, чугуна, высокопрочного сплава. Термическая обработка деталей. Газовая сварка.
контрольная работа [277,4 K], добавлен 01.03.2016Понятие о металлических сплавах. Виды двойных сплавов. Продукты, образующиеся при взаимодействии компонентов сплава в условиях термодинамического равновесия. Диаграммы состояния двойных сплавов, характер изменения свойств в зависимости от их состава.
контрольная работа [378,1 K], добавлен 08.12.2013Определение причин и описание механизма необратимости пластичной деформации металлов. Изучение структурных составляющих сплавов железа с углеродом, построение кривой охлаждения сплава. Описание процессов закаливаний углеродистых сталей, их структура.
контрольная работа [596,1 K], добавлен 18.01.2015Графическое изображение равновесного фазового состояния сплавов в зависимости от температур и состава. Характеристика нонвариантных трехфазных превращений. Разбор структурно-фазовых превращений сплавов при охлаждении. Применение правила отрезков.
курсовая работа [547,5 K], добавлен 19.01.2013Понятие и особенности структуры тройных сплавов, элементы, физические и химические свойства. Методика составления тройной диаграммы состояния, механизм использования правила рычага и центра тяжести. Проекция диаграммы на концентрационный треугольник.
презентация [339,8 K], добавлен 29.09.2013Микроструктура и углеродистых сталей в отожженном состоянии, зависимость между их строением и механическими свойствами. Изучение диаграммы состояния железо - углерод. Кривая охлаждения сплавов. Структура белого, серого, высокопрочного и ковкого чугуна.
презентация [1,5 M], добавлен 21.12.2010Свойства и атомно-кристаллическое строение металлов. Энергетические условия процесса кристаллизации. Строение металлического слитка. Изучение связи между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния. Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов.
курсовая работа [871,7 K], добавлен 03.07.2015Правило фаз (закон Гиббса) в термодинамике, его применение для построения кривых охлаждения железоуглеродистых сплавов и анализа превращений. Определение структурных составляющих углеродистых сталей в равновесном состоянии (после полного отжига).
реферат [2,2 M], добавлен 28.06.2012Структура сталей и белых чугунов. Выбор температуры в двухфазной области и определение содержания углерода в фазах. Структурные составляющие, встречающиеся в сплавах. Кривая охлаждения сплава. Принципы выбора температур для полного и неполного отжига.
контрольная работа [552,8 K], добавлен 25.11.2012Железоуглеродистые сплавы - стали и чугуны, как важнейшие металлические сплавы, их химический состав и основные компоненты. Фазы в железоуглеродистых сплавах. Свойства и использование цементита. Структурные составляющие в железоуглеродистых сплавах.
контрольная работа [347,8 K], добавлен 17.08.2009Состояние с ограниченной растворимостью сплавов при повышениях и понижениях температурах, с полиморфным превращением компонентов, с перитектическим, эвтектическим и эвтектоидным превращениями. Расчет структурных составляющих в интервале температур.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 12.08.2009
