Тема 2. Залізовуглецеві сплави

Залізовуглецевими сплавами (це, зокрема, сталі і чавуни) є сплави заліза з вуглецем. Вуглець має вирішальний вплив на формування структури сплаву.

Слід вивчити діаграму стану сплавів системи залізо – вуглець, визначити критичні точки і модифікації заліза при нагріванні і охолодженні. З'ясувати, що залізо з вуглецем здатне утворити тверді розчини, а також хімічну сполуку – цементит Fe₃C. Лінії діаграми, що розташовані нижче лінії солідусу, вказують на протікання процесів вторинної кристалізації (перекристалізації), які пов'язані із зміною розчинності вуглецю в залізі та з алотропними перетвореннями заліза (зокрема, переходом модифікації - заліза в - залізо і навпаки). Вміти самостійно накреслити діаграму, визначити всі фази і структурні складові цієї системи при різних температурах.

Для розуміння формування структури і властивостей сталей і чавунів необхідно глибоко вивчити мікроструктуру залізовуглецевих сплавів, їх хімічний склад. Треба з'ясувати вплив вуглецю і постійних домішок на властивості сталей і чавунів, а також принцип класифікації вуглецевих сталей і чавунів, позначення їх марок за Держстандартом; навчитися визначати за маркою зразка хімічний склад сталі або чавуну.

Властивості сталі в значній мірі залежать від методу виплавки (у конвертерах, мартенівських або в електричних печах), оскільки метод виплавки багато в чому визначає однорідність хімічного складу, наявність неметалічних включень, газів і інших домішок в сталі. Важливо вивчити механічні і технологічні властивості та види випробувань для визначення цих властивостей. Необхідно запам'ятати позначення міцнісних і пластичних властивостей у марках металів і сплавів, встановлених Держстандартом, знати методи їх визначення, розмірності одиниць і ін.

Питання для самоперевірки

1 Накресліть криві нагріву і охолодження заліза і охарактеризуйте його алотропні перетворення.

2 Накресліть діаграму станів системи залізо - вуглець. Покажіть на цій діаграмі лінії ліквідусу і солідуса. Поясніть лінії кристалізації і перекристалізації (первинної і вторинної кристалізації).

3 Охарактеризуйте основні структурні складові залізовуглецевих сплавів: фериту, аустеніту, цементиту, перліту і ледебуриту.

4 Як впливає вуглець і постійні домішки в сталі та чавуні на їх структуру і властивості.

5 Приведіть ознаки, за якими класифікують вуглецеві сталі. Принцип маркування вуглецевих сталей.

6 Що таке ковкий чавун і як його отримують? Де він застосовується?

7 В чому відмінність білого чавуну від сірого чавуну? Чому для виготовлення деталей машин білі чавуни практично не застосовують?

8 Приведіть класифікацію чавунів за структурою металевої основи. Охарактеризуйте чавуни марок Сч18, Кч35-10, Вч80-3, АЧС-2.

9 Види випробувань механічних властивостей металів і сплавів. На якому устаткуванні випробовують межу міцності і відносне видовження? Що вони характеризують?

10 Види випробувань технологічних властивостей металів.

11 Методи випробування і контролю якості металів і сплавів, галузі їх застосування.