Анализ фазовых превращений в сплаве железо-углерод

Нижегородский Государственный Технический Университет

им. Р.Е. Алексеева

Кафедра «Материаловедение  и  технология новых материалов»

 

 

 

 

 

 

 

Расчётно-графическая  работа

«Анализ фазовых  превращений в сплаве железо-углерод»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: ст.гр. 10-БТП

Смирнова А. Н.

                                                                                                                                                     Проверила: Бетина Т.А.

 

 

 

 

Н.Новгород

2012год

Задание:

Выполнить анализ фазовых превращений, происходящих при медленном охлаждении из области жидкого раствора («Ж») до комнатной температуры в сплаве состава X₁=3% системы Fe-C (Железо – Углерод).

Характеристика диаграммы  состояния

Эта диаграмма состояния относится  к случаю полной растворимости компонентов  в жидком состоянии выше линии  ликвидуса (ABCD) и ограниченной растворимости углерода в железе в твердом состоянии.

При t     на линии ECF диаграммы состояния в процессе охлаждения происходит эвтектическое превращение жидкости в ледебурит-смесь аустенита и цементита.

                         Ж  →   е ( А +Ц  )

При t      на лингии PSK диаграмма состояния в процессе охлаждения происходит эвтектоидное превращение аустенита в перлит-смесь феррита и кристаллов цементита пластинчатой формы.

   А  →     е ( Ф +Ц  )

Решение:

1. Построение фазового перехода.

Вычерчиваем диаграмму фазового равновесия Железо – Углерод, которая представлена на рисунке в методичке (она же Железо-Цементит).

2. Анализ фазовых превращений.

2.1 Подсчитаем число степеней свободы С для сплава Х₁ при различных температурах по правилу фаз:

C=K-Ф+1

где К- количество компонентов, образующих сплав; Ф- число фаз на участке. К=const=2

Интервал  температур	Количество  фаз	Степень  свободы	Фазовые превращения	Структура
t	ф	с	→
t>t1	1(Ж)	2	Ж	Ж
t2<t<t1	2(Ж,А)	1	Ж  → Ж  +  А	Ж  →  Ж  +  А
t=t2	3(А,Ц,Ж)	0	Ж+А →(А+Ц)+А	Ж+А→ЛА+А
t3<t<t2	2(А,Ц)	1	(А+Ц)+А → А+(А+Ц)+Ц2	ЛА+А → ЛА+А+Ц2
t=t3	3(А,Ф,Ц)	0	А+(А+Ц)+Ц2→Ф+Ц+(Ф+Ц+Ц)+Ц2	ЛА+А+Ц2→ЛП+П+Ц2
t3<t<tк	3(А,Ф,Ц)	0	Охлаждение структуры

где Ж-жидкость,  П-перлит,  Ц-цементит,  А-аустенит, Ф-феррит.

2.2. C учетом полученных при расчетах данных о температурах представляется схема кривой охлаждения сплава Х₁ (Рис. 1б)

 

 

 

3. Количественные расчёты для X₁=3% С по правилу отрезков.

3.1. Количество твердой фазы А и жидкой фазы Ж в точке (А₁).

                          

3.2. Количество  фазы Ф и фазы Ц в точке (А₂).