МИИТ

московский государственный университет

путей сообщения (миит)

Кафедра «Строительные материалы и технологии»

В.Д.Парфенов

Диаграмма состояния

железоуглеродистых сплавов

методические указания

к лабораторным работам

Москва – 2010

московский государственный университет

путей сообщения (миит)

Кафедра «Строительные материалы и технологии»

В.Д.Парфенов

Диаграмма состояния

железоуглеродистых сплавов

Рекомендовано редакционно-издательским советом

университета в качестве методических указаний для студентов

строительных специальностей СЖД, МТ и СГС

Москва – 2010

УДК 669.1

П–18

Парфенов В.Д. Диаграмма состояния железоуглеродистых

сплавов: Методические указания. – М.: МИИТ, 2010. – 30 с.

В методических указаниях подробно рассматривается важ-

нейшая диаграмма состояния фазового равновесия железоуглероди-

стых сплавов –диаграмма системы «железо – цементит», описаны фа-

зы и структурные составляющие, исследуется природа превращений

в углеродистых сталях и белых чугунах при охлаждении, характеризу-

ется физический смысл температурных точек и линий цементитной

диаграммы. Студенты выполняют экспериментальное построение

диаграммы и работают с ней при решении практических задач.

Методические указания предназначены для лабораторных за-

нятий по разделу «Металлические материалы в строительстве» и раз-

работаны в соответствии с планом и программой по дисциплине «Ма-

териаловедение. Технология конструкционных материалов» для сту-

дентов строительных специальностей (СЖД, МТ и СГС).

©Московский государственный университет

путей сообщения (МИИТ), 2010

Содержание

Введение…………………………………………………………...4

1. Компоненты, структурные составляющие и фазы

железоуглеродистых сплавов …………………….....6

2. Общая характеристика диаграммы состояния

«железо – цементит»…………………………………...11

3. Структура сталей в равновесном состоянии………....16

4. Структура белых чугунов……………………………..20

5. Задание для студентов………………………………….23

6. Контрольные вопросы и задачи……………………….24

Список литературы……………………………………………….30

3

Введение

Среди диаграмм состояния металлических сплавов самое

большое значение имеет диаграмма «железо-углерод»(Fe – C).

Это объясняется тем, что сплавы на основе железа и в первую

очередь железоуглеродистые сплавы – стали и чугуны, являются важ-

нейшими материалами современной техники, широко применяемы-

ми для транспортного строительства.

Цель работы – изучить диаграмму состояния и типичные рав-

новесные структуры железоуглеродистых сплавов. В процессе работы

студенты вырабатывают навыки анализа фазового и структурного со-

ставов железоуглеродистых сплавов, характера взаимодействия ком-

понентов в твёрдом состоянии, а также выявления последовательно-

сти фазовых превращений в сталях и чугунах.

Имеются две диаграммы состояния железоуглеродистых спла-

вов: метастабильная, характеризующая превращения в системе «же-

лезо – карбид железа»(Fe – Fe3C), и стабильная, характеризующая

превращения в системе «железо – графит».

Для сталей превращения при кристаллизации совершаются

в соответствии с метастабильной диаграммой. В чугунах превращения

при первичной кристаллизации часто идут по стабильной диаграмме,

а при дальнейшем охлаждении в твёрдом состоянии – по метаста-

бильной.

Диаграмма состояния «железо – карбид железа» имеет глав-

ное значение, так как для большинства сплавов превращения реали-

зуются по этой диаграмме.

4

Поскольку карбид железа представляет собой цементит (Fe3C),

то метастабильную диаграмму железоуглеродистых сплавов называ-

ют цементитной диаграммой, т.е. диаграммой состояния системы

«железо – цементит» (Fe – Fe3C).

Цементитная диаграмма является основой для выбора режи-

мов термической обработки сталей и чугунов. Поэтому при изучении

её необходимо не только запомнить как выглядит эта диаграмма, но

глубоко понять сущность всех превращений, которые происходят при

нагреве и охлаждении сплавов железа с углеродом разного состава и

характеризуются этой диаграммой.

Начало изучения диаграммы состояния сплавов «железо-

углерод» было положено в 1868 году Черновым Д.К – русским учё-

ным в области металлургии и металловедения в результате открытия

критических точек в стали.

Дмитрий Константинович Чернов (1839-1921) впервые указал

на существование в стали критических точек и на зависимость их от

содержания углерода. Другими словами, он дал первое представле-

ние о диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов.

Чернов Д.К. открыл критические температуры, при которых

в стали в результате её нагревания или охлаждения в твёрдом состоя-

нии происходят фазовые превращения, существенно изменяющие

структуру и свойства металла. Эти критические температуры, опреде-

лённые им по цветам каления стали были названы точками Чернова.

Он графически изобразил влияние углерода на положение критиче-

ских точек, создав первый набросок очертания важнейших линий диа-

граммы состояния «железо – углерод».

5

В 1879 году исследователи Розебум (Голландия) и.Аустен (Ан-

глия) представили первый вариант диаграммы. По мере совершен-

ствования методов исследования уточнялась диаграмма

и к началу 20-х годов прошлого столетия она приобрела вид, близкий

к современному. Уточнение диаграммы продолжается и в настоящее

время.

1. Компоненты, структурные составляющие

и фазы железоуглеродистых сплавов

Компоненты сплава – это простые вещества из которых обра-

зован сплав. Компонентами железоуглеродистых сплавов являются

железо и углерод.

Железо – металл серебристо-белого цвета. Атомный номер 26,

атомная масса 55,85, атомный радиус ,127 нм. Температура плавле-

ния железа 15390С.

Чистое железо, которое может быть получено в настоящее

время, содержит 99,999% Fe.

Техническое железо (железо технической чистоты) – это

сплав с общим количеством примесей до 0,2% и содержанием угле-

рода до 0,02%.

Механические свойства железа технической чистоты: предел

прочности при растяжении (временное сопротивление разрыву)

σв = 25 кгс/мм2 (250 МПа), предел текучести σтек = 12 кгс/мм2 (12МПа),

твёрдость по Бринеллю НВ 60, относительное удлинение δ = 50%, от-

носительное сужение ψ = 86%, удельная ударная вязкость

(сопротивление динамическим нагрузкам) αн = 30 кгм/см2.

6

Железо является полиморфным металлом. Оно известно

в двух полиморфных модификациях: в виде α – модификации желе-

за (α-Fe) и γ – модификации железа (γ-Fe) (рис.1).

Полиморфизм – это наличие разного кристаллического стро-

ения веществ при различных температурах.

Рис. 1. Кривая охлаждения чистого железа

7

На кривой охлаждения железа (рис.1) четыре критические

точки (температуры): 15390С, 13920С, 9100С, 7680С.

α – модификация железа существует ниже 9100С и выше

13920С. Для интервала температур 1392 – 15390С α-Fe нередко обо-

значают как δ-Fe, хотя фактически оно представляет собой высоко-

температурную модификацию α-Fe. Она имеет объёмноцентрирован-

ную кубическую решётку (ОЦК). Выше температуры 7680С, которая

называется точкой Кюри, железо парамагнитно, т.е оно теряет свои

магнитные свойства.

γ – модификация железа существует в интервале температур

1392 – 9100С, имеет гранецентрированную кристаллическую решётку

(ГЦК).

Со многими элементами железо образует твёрдые растворы.

С элементами, имеющими атомные радиусы близкие к атомному ра-

диусу железа, образуются твёрдые растворы замещения.

С углеродом, водородом и азотом образует твёрдые растворы внед-

рения.

Максимальная растворимость углерода в α-Fe – 0,02% при

температуре 7270С При комнатной температуре она составляет всего

0,006%.

Максимальное содержание углерода в γ-Fe – 2.14% при тем-

пературе 11470С.

С некоторыми элементами железо образует химические со-

единения, в частности, с углеродом – цементит (карбид железа Fe3C).

Углерод (С) – неметаллический элемент имеет три аллотропи-

ческие модификации: уголь, графит и алмаз.

8

Аллотропия – это существование одного элемента в двух или

нескольких видах. Например, аллотропическими модификациями

кислорода являются кислород и озон.

Различают структуру и фазовый состав сплавов. Структура –

это совокупность её структурных составляющих. Фазовый состав

означает – из каких фаз состоит сплав.

Фазой называют однородную часть системы, ограниченную от

другой части системы поверхностью раздела, при переходе через ко-

торую состав и свойства сплава меняются скачкообразно.

Структурными составляющими железоуглеродистых сплавов

являются: феррит (Ф) , аустенит (А), цементит (Ц), перлит (П)и леде-

бурит (Л)(табл.1). В скобках показано как для краткости принято обо-

значать структурные составляющие.

Простые структурные составляющие – феррит, аустенит и

цементит – одновременно являются и фазами железоуглеродистых

сплавов.

Феррит (Ф) – это твёрдый раствор внедрения углерода

в α-модификации железа. Он имеет ОЦК-кристаллическую решётку,

растворимость в которой мала. Предельная концентрация углерода

в феррите составляет 0,02% при температуре 7270С, а при комнатной

температуре – 0,006%. Столь низкая растворимость углерода в α-Fe

обусловлена малым размером межатомных пор в ОЦК- решётке.

Феррит, кроме углерода, растворяет и другие элементы. Металлы,

которыми легируют сплавы железа или которые находятся в них в ви-

де примесей, образуют твёрдые растворы замещения.

9

Таблица 1. Механические свойства структурных составляющих

Структурная

составляю-

щая

Твёрдость

по Бри-

неллю

НВ

Прочность

при растя-

жении

σв,, кгс/мм2

(МРа)

Относитель-

ное удли-

нение

δ, %

Удельная

ударная

вязкость

αн, кгм/см2

Железо 60 25 (250) 50 30

Феррит 80 30 (300) 40 25

Перлит 180 85-100

(850-1000)

6-10 2-4

Цементит 800 120 (1200) 0 0

Аустенит 250 180 (1800) 45 40

Аустенит (А) – твёрдый раствор внедрения углерода в γ-Fe.

Имеет ГЦК-pешётку. Максимальная растворимость в нём углерода

составляет 2,14% при температуре 11470С, при 7270С – 0,8%. Аустенит

пластичен, но более прочен, чем феррит. Назван в честь английского

учёного Р.Аустена.

Цементит (Ц) – сложная структурная составляющая, химиче-

ское соединение, карбид железа Fe3C, с содержанием углерода 6,67%.

Имеет сложную ромбическую решётку. Цементит очень твёрд (НВ800)

и хрупок (αн = 0).При высоких температурах цементит неустойчив и

разлагается на графит и аустенит, поэтому температура плавления

цементита точно не определена и принимается равной 16000С.

10

Цементит имеет постоянный химический состав. При охла-

ждении меняются лишь форма и размер его кристаллов, что отража-

ется на свойствах сплавов. Наиболее крупные кристаллы цементита

образуются, когда он выделяется из жидкости при первичной кри-

сталлизацию. Такой цементит называют первичным. Цементит, выде-

ляющийся из аустенита, – вторичным; цементит, выделяющийся из

феррита, – третичным. Соответственно, линия CD на диаграмме назы-

вается линией первичного цементита, ES – линией вторичного цемен-

тита, PQ – линией третичного цементита.

Перлит (П) – сложная структурная составляющая, продукт рас-

пада аустенита с содержанием углерода 0,8%, представляющая собой

дисперсную эвтектоидную смесь кристаллов феррита и цементита.

Перлит образуется при температуре 7270С в результате эвтектоидного

превращения во всех железоуглеродистых сплавах ( в сталях и белых

чугунах).

Ледебурит (Л) – сложная структурная составляющая, эвтек-

тическая смесь кристаллов аустенита и цементита с содержанием

углерода 4,3%. Ледебурит образуется при температуре 11470С только

в белых чугунах в результате превращения жидкого сплава в эвтекти-

ку. Названа структура в честь немецкого учёного А. Ледебура.

2. Общая характеристика диаграммы состояния

«железо – цементит»

Цементитная диаграмма является диаграммой третьего типа.

К третьему типу относят диаграммы состояния сплавов, ком-

поненты которых неограниченно растворяются друг в друге в жидком

состоянии и ограниченно растворяются в твёрдом состоянии. Именно

такими свойствами обладает система «железо – углерод».

11

В твёрдом состоянии углерод ограниченно растворяется в α-Fe (мак-

симально 0,02%) и в γ-Fe (не более 2,14%).

Диаграмма состояния Fe – Fe3C (рис.2 и 3) характеризует фазо-

вый состав и превращения в сплавах с концентрацией от чистого же-

леза до цементита. Сложный вид диаграммы объясняется тем, что

железо обладает полиморфными превращениями в твердом состоя-

нии.

Диаграмма строится в координатах температура (верти-

кальная ось) – концентрация углерода и цементита (горизонталь-

ная ось).

Особенность диаграммы – наличие на горизонтальной оси

концентрации двух шкал, показывающих количество углерода и це-

ментита. Однако, иногда на горизонтальной оси откладывают только

содержание углерода.

На диаграмме представлены две основные составные части:

область сталей (0,02 – 2,14% углерода) и область белых чугунов

(2,14 – 6,67% углерода). Сплавы, содержащие менее 0,02%углерода

представляют собой техническое железо.

При охлаждения железоуглеродистых сплавов в них происхо-

дят два важнейших превращения: эвтектическое и эвтектоидное.

При температуре 11470С (линия ECF) в сплавах с концентраци-

ей углерода 2,14 – 6,67% происходит эвтектическое превращение.

В процессе превращения жидкий раствор (Ж) затвердевает в виде ме-

ханической смеси кристаллов аустенита и цементита, которая называ-

ется ледебуритом.

При 11470 С, Ж С=4,3% → эвтектика (А С=2,14% +Ц С=6,67%)

12

Рис.2. Диаграмма состояния Fe – Fe3C

(с распределением структурных составляющих)

Во всех сплавах системы с концентрацией углерода более

0,02% при температуре 7270С (линия PSK) происходит эвтектоидное

превращение, заключающееся в распаде аустенита на дисперсную

механическую смесь чередующихся пластинок феррита и цементита,

которая называется перлитом.

При 7270 С, А С=0,8% → эвтектоид (Ф С=0,02% + Ц С=6,67%)

13

Рис.3 Упрощённая диаграмма состояния Fe – Fe3C

(с распределением фаз)

Линии диаграммы состояния Fe – Fe3C, определяющие про-

цесс кристаллизации, имеют следующие обозначения и физический

смысл.

Линия ACD (линия «ликвидус») – это геометрическое место

верхних критических точек (температур) начала затвердевания спла-

вов. Выше линии ликвидуса все сплавы находятся в жидком состоя-

нии.

Линия AECF (линия «солидус») – геометрическое место ниж-

них критических точек конца затвердевания сплавов. Ниже линии со-

лидуса все сплавы системы находятся в твёрдом состоянии.

14

Затвердевание сталей происходит в интервале температур,

ограниченных линией ликвидуса AC и линией солидуса AE. При этом

из жидкости кристаллизуется аустенит.

Затвердевание доэвтектических чугунов, содержащих от 2,14

до 4,13% углерода, начинается ниже линии ликвидуса АС с кристал-

лизации аустенита. По мере кристаллизации аустенита жидкий рас-

твор обогащается углеродом и при температуре 11470 С, когда кон-

центрация углерода в жидком сплаве достигнет 4,3%, затвердевание

доэвтектических чугунов заканчивается на прямолинейном участке

линии солидуса ЕС одновременной кристаллизацией аустенита и це-

ментита с образованием ледебурита.

Чугун, содержащий 4,3% углерода, затвердевает при постоян-

ной температуре 11470 С с образованием эвтектики, состоящей из

предельно насыщенного углеродом аустенита (2,14%) и цементита.

Такой чугун называется эвтектическим.

Затвердевание заэвтектических чугунов, содержащих от 4,3

до 6,67% углерода, начинается на линии ликвидуса CD кристаллиза-

цией из жидкого сплава тонких пластинчатых кристаллов первичного

цемента. При этом с понижением температуры состав жидкости ме-

няется – уменьшается содержание углерода по линии ликвидуса DC.

При температуре 11470 С концентрация углерода в жидком сплаве

достигнет 4,3% и он затвердевает с образованием эвтектики – леде-

бурита.

Дальнейшие превращения в железоуглеродистых сплавах

ниже линии солидуса AECF, т.е. когда сплавы находятся в твёрдом

состоянии обусловлены полиморфизмом железа и изменением рас-

творимости углерода в γ-Fe и α-Fe при понижении температуры.

15

3. Структура сталей в равновесном состоянии

Сталями называют железоглеродистые стали с содержанием

углерода до 2.14% (рис.4).

Равновесными считают структуры, образующиеся в результате

очень медленного охлаждения (например, при охлаждении сплава

вместе с печью, т.е. со скоростью. 100-2000С в час).

По микроструктуре стали подразделяют на доэвтектоидные,

эвтектоидные и заэвтектоидные (рис.5 и 6).

Доэвтектоидные – это стали с содержанием углерода до 0,8%.

Они имеют ферритно-перлитовую структуру.

Эвтектоидные сплавы имеют перлитовую структуру и содер-

жат 0,8% углерода.

Заэвтектоидными называют стали с содержанием углерода от

0,8 до 2,14%. Их структура: перлит + вторичный цементит.

Все точки и линии диаграммы в области сталей имеют следу-

ющие обозначения и физический смысл.

Линия GS – геометрическое место критических точек начала

образования феррита вследствие перекристаллизации γ-Fe в α-Fe

Линия GP характеризует температур конца превращения

аустенита в феррит.

Линия PSK – линия перлитовых превращений, представляю-

щая собой геометрическое место точек распада аустенита с образова-

нием перлита.

16

Рис. 4. Область сталей цементитнойдиаграммы

с распределением фаз (а) и структурных составляющих (б)

17

«а» «б»

«в» «г»

Рис. 5.Микроструктура стали ( увеличение 600 х); а– техническое же-

лезо; б – доэвтектоидная сталь (0,35% С); в – эвтектоидная сталь (0,8%

С); г – заэвтектоидная сталь (1,2% С)

18

Точка E показывает максимально возможное содержание уг-

лерода в γ-Fe.

Линия SE характеризует предельную растворимость углерода

в аустените в зависимости от температуры.

Точка Р показывает максимально возможное содержание уг-

лерода в α-Fe.

Точка Q показывает содержание углерода в α-Fe при комнат-

ной температуре.

Линия PQ характеризует предельную растворимость углерода

в феррите в зависимости от температуры.

В соответствии с линиями GS и GP изменяется состав аустени-

та и феррита при изменении температуры сплава (рис. 7).

Рис.6 Микроструктура углеродистых сталей: а) доэвтектоидная;

б) эвтектоидная (пластинчатый перлит); в) эвтектоидная (зернистый

перлит); г) заэвтектоидная .

19

Рис.7. Часть диаграммы состояния Fe – Fe3C для сплавов, не испыты-

вающих (а) и испытывающих (б) эвтектоидное превращение

5. Структура белых чугунов

Чугунами называют железоуглеродистые сплавы с содержа-

нием углерода от 2,14 до 6,67%.

Белыми (передельными) называют чугуны , в которых углерод

практически полностью находится в виде цементита. Своё название

этот чугун получил по цвету его излома (рис.8).

По микроструктуре белые чугуны разделяются на доэвтек-

тические, эвтектические и заэвтектические (рис.9).

20

Доэвтектическими называют чугуны с содержанием углерода

от 2,14 до 4,3%. Их структура: перлит+цементит+ледебурит перлито-

вый.

Эвтектические – это чугуны, содержащие 4,3% углерода и со-

стоящие из эвтектики – ледебурита перлитового.

Заэвтектические – чугуны с содержанием углерода от 4,3 до

6,67%. Их структура: ледебурит перлитовый + цементит первичный.

Рис.9 Микроструктура белых чугунов: а) доэвтектический;

б) эвтектический (ледебурит) в) заэвтектический

При температуре 11470 С (линия солидуса ECF) жидкая состав-

ляющая всех чугунов кристаллизуется с образованием эвтектики (ле-

дебурита).При этой температуре структура чугунов следующая: доэв-

тектического – аустенит + ледебурит; эвтектического – ледебу-

рит; заэвтектического – ледебурит + цементит первичный.

При дальнейшем понижении температуры в интервале

1147 – 7270 С доэвтектические чугуны имеют структуру: аустенит +

цементит вторичный + ледебурит. Появление вторичного цементита

обусловлено его выделением из аустенита вследствие уменьшения

21

растворимости углерода в γ-модификации железа (по линии ES от

2,14 до 0,8%) при понижении температуры.

Рис.8. Часть диаграммы Fe – Fe3C с распределением фаз

(область белых чугунов)

22

В этом же температурном интервале структура эвтектиче-

ских сплавов – ледебурит, заэвтектических – ледебурит + цементит

первичный.

На линии перлитовых превращений при 7270 С аустенит, со-

держащий 0,8% углерода, распадается и образуется перлит.

Поэтому ниже 7270 С (линии PSK)ледебурит ,представляющий

собой уже смесь цементита и перлита, получил название ледебурит

перлитовый (ЛП). В этой структурной составляющей цементит образу-

ет сплошную матрицу, в которой размещены колонии перлита. Такое

строение ледебурита является причиной его большой твёрдости

(НВ ≥ 600) и хрупкости.

6. Задание для студентов

Тема данной лабораторной работы – «Диаграмма состояния

сплавов системы «железо – цементит» (Fe – Fe3C).

. В процессе работы студентам необходимо:

вычертить в масштабе:

кривую охлаждения чистого железа;

структурную диаграмму состояния сплавов «Fe – Fe3C» и

указать во всех областях диаграммы структурные состав-

ляющие;

фазовую диаграмму состояния сплавов«Fe – Fe3C» и указать

во всех областях диаграммы фазы;

23

изучить цементитную диаграмму железоуглеродистых сплавов;

провести исследование процесса кристаллизации сталей и белых

чугунов;

охарактеризовать физический смысл температурных точек и

линий цементитной диаграммы

описать превращения, происходящие при охлаждении сплавов на

линиях диаграммы.

Контрольные вопросы и задачи

1. Сколько критических точек имеется на кривой охлаждения

чистого железа?

2. Что представляет собой критическая температура 7680 С?

3. Охарактеризуйте тип кристаллической решётки α-Fe и γ-Fe.

4. При какой температуре происходит превращение γ-Fe в α-Fe?

5. В каких координатах строится диаграмма «Fe – Fe3C»?

6. В чём заключается эвтектическое превращение в железо-

углеродистых сплавах

24

7. В чём заключается эвтектоидное превращение

в железоуглеродистых сплавах?

8. При каких температурах происходит ‘эвтектическое и эв-

тектоидное превращения в сплавах железа с углеродом?

9. Перечислите и охарактеризуйте структурные составляющие

железоуглеродистых сплавов.

10. Охарактеризуйте фазы железоуглеродистых сплавов.

11. Дайте определение сталям, чугунам и белым чугунам.

12. Как классифицируют стали и чугуны по микроструктуре?

13. Какова структура доэвтектоидных,эвтектоидных и заэвтек-

тоидных сталей при комнатной температуре?

14. Какова структура доэвтектических, эвтектических и заэвтек-

тических белых чугунов при комнатной температуре?

15. Что характеризует температурные точки Е, Р и Q?

16. Каков физический смысл линий GS и GP цементитной диа-

граммы?

17. Каков физический смысл линий ES и PQ цементитной диа-

граммы?

25

18. Нарисуйте область сталей цементитной диаграммы и рас-

пределите структурные составляющие.

19. Нарисуйте область белых чугунов цементитной диаграммы и

распределите фазы.

20. Что представляет собой линия ACD и каков физический смысл

фазовых превращений на этой температурной линии?

21. Что представляет собой линия AECF и каков физический

смысл фазовых превращений на этой температурной линии?

22. Что представляет собой линия PSK и каков физический смысл

фазовых превращений на этой температурной линии?

23. Что представляет собой линия перлитовых превращений?

24. Что представляют собой линии ликвидуса и солидуса цемен-

титной диаграммы?

25. Какое превращение происходит на линии ECF?

26. Какие фазы образуют эвтектику и эвтектоид?

27. Какие превращения начинаются на линиях GS и SE и где они

заканчиваются?

28. Какое превращение происходит на линии PSK?

26

29. В какой области цементитной диаграммы выделяется пер-

вичный, вторичный и третичный цементит?

30. Какие превращения происходят при охлаждении сплавов,

содержащих 0,5; 0,8 и 1,5% углерода?.

31. Сколько углерода содержится в феррите при комнатной тем-

пературе?

32. Какова предельная растворимость углерода в α-Fe и в γ-Fe?

33. Сколько углерода может содержаться в аустените при 7270С?.

34. Что является продуктом распада аустенита?

35. Как называется эвтектика железоуглеродистых сплавов и ка-

ково в ней содержание углерода?

36. Что представляет собой цементит?

37. Дайте определение ферриту, аустениту и цементиту.

38. Дайте определение перлиту и ледебуриту.

39. Сколько углерода содержится в цементите и ледебурите?

40. Какие из фаз железоуглеродистых сплавов являются твёрды-

ми растворами?

27

41. Назовите структурные составляющие и фазы доэвтектичесих,

эвтектических и заэвтектических белых чугунов.

Перечислите компоненты, фазы и структурные составляющие

железоуглеродистых сплавов.

42. При какой температуре и в сплавах какого состава происходит

эвтектическое превращение?

43. При какой температуре и в сплавах какого состава происходит

эвтектоидное превращение?

44. Дайте определение линиям ликвидуса и солидуса?

45. Что такое феррит? Чем отличается он от α-модификации же-

леза

46. Что такое аустенит? Чем отличается он от γ-модификации

железа

47. Укажите содержание углерода в феррите, аустените и цемен-

тите.

48. По какой линии диаграммы « железо – цементит» происходит

распад аустенита ( для любого сплава) на ферритно-

цементитную смесь (перлит)?

28

49. Какие структурные превращения происходят в сплавах , со-

держащих 0,4% и 1,2% углерода при медленном охлаждении

из расплавленного состояния?

50. Какие структурные превращения происходят в сплавах , со-

держащих 3% и 5% углерода при медленном охлаждении из

расплавленного состояния?

51. Какие структурные превращения происходят в сплавах , со-

держащих 0,4% и 1,2% углерода при медленном охлаждении

из расплавленного состояния?

52. Какие структуры имеют при комнатной температуре доэвтек-

тоидная, эвтектоидная и заэвтектоидная стали?Пользуясь диа-

граммой «железо – цементит», определите температуры

плавления и температуры полиморфных превращений для

сплавов ,содержащих 0,2%, 1%, 3,% и 4,7% углерода?

29

Список литературы

1. Шейкин А.Е. Строительные материалы/ Учебник для вузов.–

М.: Стройиздат, 1978. 432 с.

2. Гуляев А.П. Металловедение./Учебник для вузов.– М.: Метал-

лургия, 1977. 647 с.

3. Мозберг Р.К. Материаловедение./Учебное пособие.– Таллин,

Изд-во «Валгус», 1976. 554 с.

4. Основы материаловедения./Учебник для вузов./под ред. Сидо-

рина И.И..– М.: .Машиностроение, 1976. 436 с.

5. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка ме-

таллов/ Учебник для вузов.– М.: Металлургия, 1983. 360 с.

6. Технология металлов и сварка./Учебник для вузов / под общ.

ред. Полухина И.И..– М. Высшая школа, 1977. 464 с.

30

Учебно-методическое издание

Парфенов Виктор Деонисиевич

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов

Методические указания к лабораторным работам для студентов строительных специальностей СЖД, МТ и CГС

Подписано к печати– Усл.-печ.–

Формат 60х84х1/16

Тираж 100 экз. Заказ №

Изд. № 45-10

127994, Москва, ул. Образцова, д.9, стр.9. Типография МИИТа