Железо-углеродистые сплавы

1. ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ

2. КРИВАЯ ОХЛАЖДЕНИЯ (Полиморфные превращения железа)

Т, оС
Ж
Ж+Feδ
1539
Feδ
Feδ+Feγ
1392
Feγ
Feγ+Feβ
911
Feβ
Feβ+Feα
768
Feα
t, ч

3. Фазы: ЖИДКИЙ РАСТВОР, ФЕРРИТ, АУСТЕНИТ, ЦЕМЕНТИТ Структурные составляющие: ЛЕДЕБУРИТ, ПЕРЛИТ

4. ПЛОСКОЕ СЕЧЕНИЕ ЗЕРЕН ФЕРРИТА (Технически чистого α- железа ≤ 0,006 % С)

5. МИКРОСТРУКТУРА АУСТЕНИТА, Х 325

6.

ГРАФИТ
Температура
плавления
4000 ºС
Твердость по
Моосу
1–2
Плотность
2,08–2,23 г/см3
Цвет
серый

7. Феррит Цементит II

ПЕРЛИТ
(Электронная микроскопия. Увеличение – х 11000)

8.

Полостчатая структура горячекатанной стали х230.
Видны раскатанные включения сульфида марганца MnS и
отпечатки пирамидки, полученные при измерении
твердости по методу Кноопа

9.

ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ СПЛАВОВ Fe–Fe3C

10. СТРУКТУРА ПЕРЛИТА

а – х 1600;
б – х 2600;
в – х 540;
г – х 2000

11.

а)
б)
в)
Микроструктуры доэвтектического (а), эвтектического (б)
и заэвтектического (в) белого чугуна

12.

СТАЛИ И БЕЛЫЕ ЧУГУНЫ
СТАЛЬ – СПЛАВ ЖЕЛЕЗА С УГЛЕРОДОМ (< 2 % С) + постоянные примеси (Si,
Mn, S, P, O2, N2, H2 ) + случайные примеси (Cr, Ni, Cu, V, W, и др.)
ЧУГУН – СПЛАВ ЖЕЛЕЗА С УГЛЕРОДОМ (>2 % С)
СТАЛЕЙ.
+ ТОЖЕ ,
ЧТО И ДЛЯ

13.

Распределение серы в рельсовой стали:
а – ярко выраженная ликвация; б – равномерное распределение

14.

М И К Р О С Т Р У К Т У РА
У ГЛ Е Р О Д И СТ Ы Х
СТА ЛЕЙ

15.

16.

ПРИНЦИПЫ ОБОЗНАЧЕНИЕ МАРОК УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ
Углер о д истые ко н струкци о н н ые ста ли о быкн о вен но го
к а ч е с т в а (ГОСТ 380-2005 ): Ст0, Ст1кп, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст6пс. Буквы «Ст» «Сталь», Ц И Ф Р Ы – условный номер марки, буква «Г» – марганец при его
содержании 0,80 % и более, буквы «кп», «пс», «сп» – степень раскисления стали:
«кп» – кипящая, «пс» – полуспокойная, «сп» – спокойная.
Углеродистые качественные конструкционные стали (ГОСТ 1050-88):
горячекатаные (кованные - 08, 08 кп, 10, 15пс, …, 40 и др.-);
20Л, 25Л – литейные;
А12, АС40 – автоматные.
Ц И Ф Р Ы – содержание углерода в сотых долях процента.
Угле р од и с ты е и н с трум е н т а л ь н ы е с та л и :
(У7, У8, У10, У12) - к ачественные ;
У10А, У12А – высокок ачественные
Буквы: «У» - обозначение углеродистых инструментальных;
«А» - высококачественные с пониженным содержанием
вредных
примесей S и P ;
ЦИФРЫ - содержание углерода в десятых долях процента. Например, У11–
углеродистая инструментальная качественная со средним содержанием углерода
- 11/ 10 %
или
1,1 %

17. Микроструктура доэвтектоидной стали, 0,38 % С; х 635

18. Структура заэвтектоидной стали 1,4 % С; х 1000

19. Зависимость механических свойств стали с равновесной структурой от содержания углерода

20. СТРУКТУРНАЯ ДИАГРАММА ЖЕЛЕЗО - ГРАФИТ

21.

22.

23.

СТРУКТУРА И 0БОЗНАЧЕНИЕ МАРОК РАЗНЫХ ВИДОВ
СЕРЫХ ЧУГУНОВ
СЧ 35 – серый чугун с пластинчатым графитом; σв = 350 МПа

24.

25. СТРУКТУРА СЕРОГО ЧУГУНА С ВЕРМИКУЛЯРНЫМ (ЧЕРВЕОБРАЗНЫМ) ГРАФИТОМ – ЧВГ (СЛЕВА) И ПЕРЛИТНЫЙ СЕРЫЙ ЧУГУН С ПЛАСТИНЧАТЫМ ГРАФИТОМ - СЧ

26.

Ковкий чугун
Схема режима отжига белого
чугуна с получением ферритного (1)
и перлитного (2) ковкого чугуна
Микроструктура ферритного
ковкого чугуна
Механические свойства и структура некоторых марок ковкого чугуна
Марка
σв, МПа
δ, %
НВ, МПа
Структура
Ковкий чугун (ГОСТ 1215–79)
КЧ30–6
300
6
1000–1630
КЧ35–8
350
8
1000–1630
КЧ37–12
370
12
1100–1630
КЧ45–7
450
7
1500–2070
КЧ60–3
600
3
2000–2690
КЧ80–1,5
800
1,5
2700–3200
Ф+ до 10%П
П+ до 20%Ф

27.

Высокопрочный чугун
Микроструктура ферритного
высокопрочного чугуна
Микроструктура феррито-перлитного
высокопрочного чугуна
Механические свойства и структура некоторых марок высокопрочного чугуна
Марка
σв, МПа
δ, %
НВ, МПа
Структура
Высокопрочный чугун (ГОСТ 7293–85)
ВЧ35
350
22
1400–1700
Ф
ВЧ45
450
10
1400–2250
Ф+П
ВЧ60
600
3
1920–2270
Ф+П
ВЧ80
800
2
2480–3510
П

28.

Серый чугун
Микроструктура
ферритного серого
чугуна
Микроструктура ферритоперлитного серого чугуна
Механические свойства и структура некоторых марок серого чугуна
Марка
σВ, МПа
δ, %
НВ, МПа
Структура
Серый чугун (ГОСТ 1412–85)
СЧ15
150
–
1630–2100
Ф
СЧ25
250
–
1800–2500
Ф+П
СЧ35
350
–
2200–2750
П