Fonta maleabilă - studopediya

Numita înaltă rezistență fontă în care grafit are o formă sferică. Ele sunt preparate prin modificarea magneziu, ceriu, ytriu, sunt introduse în fierul topit într-o cantitate de 0.02-0.08%. Pe structura metalică de bază din fontă ductilă poate fi feritic (permisă până la 20% perlit) sau perlit (permis până la 20% ferită). grafit sferic este mai slab concentrator de stres, decât grafit fulg, totuși mai puțin reduce proprietățile mecanice ale fontei (Figura 8.). Fontă ductilă are rezistență mai mare și o anumită plasticitate.

Eticheta ductilă de fier, în conformitate cu GOST 7293-85 scrisori HF și un număr din două cifre indicând valoarea minimă a rezistenței la tracțiune în zeci de mPa. De exemplu, ductil HF fier 40 are o rezistență la tracțiune de 400 MPa temporară, elongație - cel puțin 10%, duritate HB = 1400-2200 MPa, o structură de ferită perlitei. Marcarea înainte GOST 7293-79 pe o indicație suplimentară prevăzută în procent de alungire, de exemplu, 40-10 HF.

compoziție normală de fontă ductilă: 2,7-3,8% C; 1,6-2,7% Si; 0,2-0,7% Mn; £ 0,02% S; £ 0,1% P.

cilindrilor de laminoare de fier ductil sunt fabricate, echipament forjerie si presa, stor turbine cu abur, cotiți și alte părți critice care funcționează la sarcină ciclică înaltă și uzură condiții.

Fig. 8. Microstructura ductilă feritic fonta (a), ferită-perlită (b) și perlita (a) baza.

fontă maleabilă este numită, în care grafit are o formă de fulgi. Ele sunt preparate printr-o recoacere de grafitare special (îngălbenire) fontelor hypoeutectic albe. Piese turnate au fost încărcate în cutii speciale, acoperite cu nisip sau oțel lână de protecție împotriva oxidării și de a produce încălzire și circuitul de răcire (Fig.9). La o temperatură de 950 -1000 ° C, grafitizare eutectic cementita și secundar (conversia cementita metastabil în austenită și grafit stabil). Într-o a doua îmbătrânire la o temperatură de 720-740 ° C perlită grafitate cementită format (uneori în loc de înmuiere se realizează răcirea lentă la 770 ° C până la 700 ° C timp de 30 de ore, în timp ce cristalizarea are loc la eliberarea diagrama de carbon stabil în stare liberă). După recoacere prelungită tot carbonul este eliberat într-o stare liberă.

ductil normală compoziție fier 2,4-2,8% C; 0,8-1,4% Si; ≤1% Mn; ≤0,1% S; ≤ 0,2% R. Structura - feritic sau ferito-perlitice (fig.10).

subliniază turnare Lipsă luate în timpul recoacere și formează o favorabil incluziuni de izolare graphitic produce proprietăți mecanice ridicate de fier forjat.

Eticheta ductilă de fier, în conformitate cu GOST 1215-79 litere NC și două numere, dintre care prima - o rezistență minimă la tracțiune de zeci MPa, iar a doua - alungire în%. De exemplu, fierul QP 45-6 are o temporară rezistență la tracțiune de 450 MPa, alungire # 948 = 6%, HB = 2400MPa si structura - ferita + perlitei.

Fig. Schema 9. recoacere de fier alb la fontă ductilă.

fontă maleabilă este realizată din piese de înaltă rezistență care rulează în condiții severe de uzură, concepute pentru a detecta sarcini și șoc alternante, inclusiv valve, ambreiaje, carcase de viteze, cotiți, etc ..

Figura 10. Microstructura ductilă feritic fonta pe (a) ferita-perlitei (b) baza.

oțel carbon obișnuit nu îndeplinește întotdeauna cerințele art. In industrie, aplicate pe scară largă de aliaje de oțel care au proprietăți fizice și chimice sau mecanice speciale ridicate obținute după tratament termic adecvat. Chemat din oțel aliat, în care pentru a obține proprietățile dorite ale special adaugă o anumită cantitate de elemente necesare. Pentru aliere din oțel sunt utilizate crom, nichel, mangan, siliciu, wolfram, vanadiu, molibden și altele.

Studierea efectului elementelor asupra proprietăților oțelului aliere, este important să se cunoască interacțiunea element de fier și de carbon, precum și influența elementelor de aliere în polimorfism fierului și conversia oțelului aliere în timpul tratamentului termic.

Efectul asupra elementelor polimorfism.

Toate elementele care se dizolvă în fier, afectează intervalul de temperatură al existenței sale polimorfe.

Cele mai multe elemente ale domeniului existenței sau a extinde # 947; -modification sau extinde domeniul de aplicare al existenței (Figura 2.1a). # 945; -modification (ris.2.1b).

De stat schematic diagramele de fier - element de aliere (Fig.2.1), care, atunci când conținutul de mangan, nichel, peste un anumit număr (c) (Figura 2.1a) # 947; -state există ca stabil la temperatura de topire la temperatura camerei. Astfel de aliaje pe bază de fier sunt numite austenitei. Atunci când conținutul de vanadiu, molibden, siliciu și alte elemente mai mult decât o anumită valoare (d) stabilă la toate temperaturile sunt # 945; -state (ris.2.1b). Astfel de aliaje pe bază de fier sunt numite ferita. aliaje austenitice și feritice nu sunt transformări în timpul încălzirii și răcirii.

Fig. 11. Circuit diagrame de stare fier - element de aliere.

Distribuția elementelor de aliere din oțel.

In oteluri industriale aliate elemente de aliere sunt:

fie în stare liberă, plumb, argint, cupru (dacă nu mai mult de 1%) nu au forma compuși și nici nu se dizolvă în fier;

formarea compușilor intermetalici cu fier, sau împreună cu conținutul ridicat de elemente de aliere întâlni, în principal, în oțeluri înalt aliate;

oxizi de formare, sulfuri și alte incluziuni nemetalice - elemente având o afinitate mai mare pentru oxigen decât fierul. În procesul de elaborare a oțelului astfel elemente (de exemplu, Mn, Si, Al), introduse în ultimul moment topirea oțelului dezoxidat, jefuind oxigenul din fier. Cantitatea de oxizi, sulfuri și alte incluziuni nemetalice în industria oțelului convențională este mică și depinde de metoda de topire;

se dizolvă în cementita sau carbura care formează faze separate. Carbură de elemente care formează pot fi elemente având mai mare de fier, o afinitate pentru carbon (elemente din tabelul periodic al elementelor din stânga fierului): Ti, V, Cr, Mn, Zr, Nb, Mo, Tc, Hf, Ta, W, Re . Aceste elemente, în afară de faptul că acestea formează carburile se dizolvă în fier. Prin urmare, ele sunt distribuite într-o proporție cunoscută între cele două faze;

se dizolvă în fier - majoritatea elementelor de aliere. Elementele aranjate în tabelul periodic la dreapta fierului (Cu, Ni, Co, etc.) Formular singurele soluții cu fier și nu sunt incluse în carburilor.

Astfel, elementele de aliere se dizolvă predominant în fazele principale ale aliajelor fier-carbon - ferită și austenită și cementita sau formează carburi speciale.

Influența elementelor de aliere în ferită și austenită.

Dizolvarea elementelor de aliere în # 945 ;, g-fier are loc prin înlocuirea atomilor de fier ale atomilor acestor elemente. Atomii elementelor de aliere, care diferă de atomii de fier din mărimea și structura, creând o grilă de tensiune, care provoacă o schimbare în perioada sa. redimensionarea # 945 ;, g-zăbrele și provoacă o schimbare a proprietăților de ferită și austenită. Denaturarea Lattice conduce la blocarea dislocărilor. Acești factori determina solid-numita întărire.

De exemplu, în fig.2.2 prezintă variația proprietăților mecanice bobinare (duritate, tenacitate) atunci când se dizolvă în aceasta diferite elemente.

Fig. 12. Efectul elementelor de aliere asupra proprietăților de ferită și - duritate; b - tenacitate

După cum se poate observa din diagrame, crom, molibden, tungsten consolida mai ferita decât nichel, siliciu și mangan. Molibden, tungsten, mangan și siliciu reduc vâscozitatea ferită. Cromul scade vâscozitatea semnificativ mai slabă decât elementele enumerate și nu reduce din ferită de nichel vâscozitate.

Elementele importante pentru a influența pragul de fragilitatea la rece, care caracterizează tendința de a deveni ruperea fragilă. Prezența cromului în fier contribuie unele tranziție aspectul creșterea fracturii, în timp ce nichelul intens scade pragul fragilității rece, reducând astfel tendința de fier la fracturi casante.

Aceste date se referă la răcirea lentă a aliajului.

fază cu plăcuță din oțeluri aliate.

In carburi metalice oteluri sunt formate doar aranjate într-un sistem periodic al elementelor din stânga fierului. Aceste metale au o mai mică de tuning-d-e-benzi. Ceea ce este lăsat în carbura periodice fost, cu atât mai puțin completat de d-bandă. Cu toate acestea, mai multe experimente arată că mai mult spre stânga în elementul periodic este situat, carbura mai stabilă.

In timpul carbid carbon doneaza electronii de valență în banda atom de metal de umplere d-e. Numai metale cu d-bandă e umplut mai mică decât cea de fier, sunt carbura; Activitate le karbidoobrazovateley ca imagine mai puternică și mai stabilă a fazelor de carbură este mai mare, cu atât mai puțin completat la d-banda atom de metal. De fapt, ne întâlnim în oțelurile cu doar șase tipuri de carburi:

Carburi din grupa I

unde M este implicată de cantitatea de elemente care formează carburi.

Carburi, desemnate ca grupa I, au o structură complexă cristalină. Caracteristica a grupelor carburile structura II este că acestea au un simplu rețea cristalină și se cristalizează, de obicei, cu deficite de carbon semnificative. Carburi din grupa II dificil de dizolvat în austenită. Acest lucru înseamnă că, atunci când este încălzit (chiar foarte ridicat) nu pot intra în soluție solidă. Carburi din grupa I sunt ușor dizolvate în austenită.

Toate fazele de carbură au un punct de topire ridicat și duritate ridicată. Carburi de Grupul II în acest sens carburilor superioare grupa I.

Ordinea de dizolvare in austenita carburilor este determinată de stabilitatea relativă a acestora, precum și gradul de tranziție în soluție - numărul lor.

Clasificarea oțelurilor aliate.

oțelurile aliate pot fi clasificate în funcție de patru criterii: pe structura de echilibru (după recoacere), structura după răcire în aer (după normalizarea) și compoziția conform destinației sale.

Structura de echilibru Clasificare

1. Oțel Pro-eutectoid având structura de exces de ferită.
2. oțel eutectoid având structura perlitei.
3. oțel Hypereutectoid având o structură redundantă carburilor (secundare).
4. oțel Ledeburitic, în structura cu carburi primare, separat de faza lichidă. În carburile formă turnată împreună cu formă austenita exces un eutectic - Ledebur că în timpul forjare sau laminare este împărțit în carburilor și austenită separate.
5. Oțelurile feritice.
6. oțelurile austenitice.

Cele mai multe dintre elementele de aliere schimba punctele S și E (diagrama Fe - C) spre mic conținutul de carbon, astfel încât limita dintre pro-eutectoidă și oțel hypereutectoid, hypereutectoid ledeburitic și - în oțeluri aliate se află la un conținut de carbon mai mic decât carbonul.

Clasificarea în funcție de structură, după răcire în aer

Clasificarea compoziției.

În funcție de compoziția oțelurilor aliate clasificate ca nichel, crom, crom-nichel etc. caracteristica Clasificare - prezența în oțel a diferitelor elemente de aliere.

În funcție de cantitățile de elemente de aliere:

1. slab aliat - cantitatea totală de elemente de aliere nu depășește 3%.
2. srednelegirovannye - cantitatea totală de elemente de aliere de la 3% la 10%.
3. Înalt aliat - cantitatea totală de alierea elemente mai mult de 10%, dar mai mic de 50%.