Материал: Материаловедение

- конструкционные и инструментальные материалы.

Взадании 2 необходимо выполнить следующее:

1.Начертить упрощенную (без перитектических превращений) диаграмму состояния железо – цементит (Fе - Fе3С.)

2.Указать структурные составляющие во всех областях диаграммы и дать их определение.

3.Построить кривую охлаждения заданного сплава, описать превращения, происходящие в нем при медленном охлаждении, найти фотографию микроструктуры и схематично изобразить её с указанием марки сплава, указать свойства сплава.

4.Под диаграммой состояния построить структурный треугольник и по нему определить содержание структурных составляющих заданного сплава в %.

5.Расшифровать марки сплавов, описать их химический состав, основные свойства

иназначение.

Заданный сплав (по содержанию углерода) обозначается на диаграмме состояния вертикальной линией. Кривые охлаждения строятся в координатах температура-время в интервале от температуры жидкого состояния сплава до комнатной и располагаются слева или справа по отношению к диаграмме.

Все структурные превращения описываются в соответствии с диаграммой состояния.

Изобразить микроструктуру заданного сплава схематично в квадратах 40Х40 мм и указать структурные составляющие (схемы микроструктур указаны в приложении).

Для заданных марок сплавов следует определить вид материала, расшифровать их химический состав, указать свойства и области применения материала в технике.

Для сталей определить группу по качеству (обыкновенного качества, качественная, высококачественная или особовысококачественная).

Для цветных сплавов по марке следует определить их технологичность (деформируемый или литейный).

Варианты задания и исходные данные для задания 2

Марки сплавов:

1. 0,1%С; Ст.3Гпс; Бр.КМц 3-1; КЧ 60-3; 15ХФ; АЛ9;

2.0,2%С; Бр.АЖН 10-4-4; Р18; Л85; 45Х; ВТ6;

3.0,3%С; Ст.6сп; 25ХГМ; 47НД; МЛ10; ЛЦ40Мц3Ж;

4.0,4%С; 45; АЛ 4; Бр.А10Ж3Мц2; АСЧ-1; 5ХНМ;

5.0,5%С; Ст.3кп; 36Х2Н2МФА; ЛЦ40Мц3Ж Д1; 09Г2С;

6.0,6%С; ВК8; 30ХГСА; ХВГ; АЛ34; Бр.А5;

7.0,7%С; 08пс; 12Х13; КЧ 60-3; 110Г13; ЛАЖМц 66-6-3-;

8.0,8%С; Ст4пс;50Х; ВТ5; У7; Бр.ОЦ 4-3;

9.0,9%С; 40Х; 12Х18Н9Т; У12А; Д16; ХВСГ;

10.1,4%С; ЛАЖ60-1-1; 65Г; ВЧ50;20Х13; 35;

11.1,3%С; Ст3 сп; 40ХГТР; Т30К4; АЛ2; Бр.АЖ 10-4;

12.1,2%С; 25ХГТ; 65С2ВА; Т5К10; ЛС 59-1; Д1;

13.0,9%С; 40ХН; 10Г2С; АЦ40Г; 70; МЛ10;

14.0,45%С; ЛС 60-1; 45Л; 14ХНД; А45; ВК1;

15.0,55%С; 10; А40Г; ШХ15; Р6М5К5; ЛАН59-3-2;

16.0,65%С; 50;40Х13; ТТ8К6; ВЧ 100; Бр.КМц 3-1;

17.0,75%С; Л95; АЛ27; Бр.АЖМц10-3-1,5; Б83;У8А;

18.0,85%С; БрБ2;30; Ст.6 сп; 40Г2; ХВ4; 45;

19.1,1%С; 18Х2Н4ВА; 65Г; ВК10; АМr6; ЛЖМц 59-1-1;

20.2,5%С; ЛС 59-1;15;25ХГТ; 65С2ВА; Т5К10;

21.2,6%С; СЧ 45;110Г13Л; А12; ВК6; 12Х2Н4А;

22.2,7%С; ЛАЖ60-1-1; 65Г ВЧ50;20Х13; ХВС;

23.2,8%С; 65Г;АЛ27; Х; ВЧ 70; Л90;

24.2,9%С; АК4; 9ХС; Р6М5К6; 40Х;

25.3,0%С; Л95; АЛ9; Ст.6сп; 50ХМФА; У8А;

26.3,1%С; ЛАЖ60-1-1; 65Г; ВЧ50;20Х13; ХВС;

27.3,2%С; ЛС 60-1; 45Л;18Х2Н4ВА; 65Г; ВК10;

28.3,3%С; 25; ЛЖМц 59-1-1; 14ХНД; А45Е; ВК15;

29.3,4%С; Ст.3сп; 40ХГТР; Т30К4; АК12; Бр.АЖ 10-4;

30.0,5%С; Ст.6сп; 38Н3МФА; ЛС 59-1; Д16; Т5К10;

31.3,5%С; СЧ 25; 60С2ХФА; У10А; АК8; ЛЦ40Мц1,5

32.3,6%С; ШХ15; Б16; 15Х; 05кп; Х18МФ;

33.3,7%С; 110Г13Л; А12; ВК6; ХН78Т; СЧ 35;

34.3,8%С; Ст.6сп; 38Н3МФА; Т5К10; ЛС 59-1; Д1;

35.4,0%С; ЛАЖ60-1-;65; ВЧ50 ;20Х13; ХВСГ;

36.4,5%С; Ст.6сп; 38Н3МФА; ЛС 59-1;25; Т5К10;

37.4,3%С; АЛ27; Х; ВЧ 70; Л90; 35;

38.4,4%С; Ст3 пс; МА15; 40Х13; 60С2; 45;

39.4,5%С; Бр.ОЦ 4-3; Л90; КЧ 30-6; 12Х17; Р6М5;

40.4,6%С; ШХ4; У9; 15Х; Д20; КЧ 30;

41.0,1%С; ВЧ 40; 50С2; ТТ7К12; Х20Н80; ЛЦ30Ф;

42.0,2%С; АЛ2; Ст.3 сп; 40ХГТР; Т30К4; Бр.АЖ 10-4;

43.0,3%С; Ст.6 сп; 38Н3МФА; ХВ4; 30; Бр.Б2;

44.0,4%С; Ст.4 пс; 25ХГМ; 40Г2; МЛ10; ЛЦ40Мц3Ж;

45.0,5%С; АЛ 7; Бр.А10Ж3Мц2; АСЧ-1; 5ХНМ; Ст.3пс;

46.0,6%С; ВК8; 30ХГСА; ХВГ; АЛ11; БрА5

47.0,8%С; 50; Бр.КМц 3-1; ВЧ 100; 40Х13; ТТ8К6;

48.0,9%С; Д1; 09Г2С; Ст. 3кп; 36Х2Н2МФА; ЛЦ40Мц3Ж;

49.1,1%С; Бр.АЖН 10-4-4; Л85; 45Х; 70Г; Р18;

50.1,0%С; ЛАЖМц 66-6-3-2; 08пс; 12Х13; КЧ 60-3; 110Г13Л;

51.1,2%С; СЧ 45;110Г13Л; А12; ВК6; 8Х13;

52.1,3%С; 40ХН; 10Г2С; АЦ40Г; 70; Л80;

53.1,4%С; ЛС 60-1; 45Л; 14ХНД; 08; ВК1;

54.0,15%С; Ст.5сп; ЛАН59-3-2; ШХ15; Р6М5К5; 65Г;

55.0,25%С; 40Х13; Т14К8; 50; Бр.КМц 3-1; ВЧ 100;

56.0,35%С; 25;Бр.КМц 3-1; ВЧ 100; 40Х13; Т15К6;

57.0,45%С; 50;25ХГТ; 65С2ВА; Т5К10; ЛС 59-1;

58.0,55%С; ЛС 59-1; Д16Н;25ХГТ; 65С2ВА; Т5К10;

59.0,65%С; СЧ 45;110Г13Л; А12; ВК6; 8Х13;

60.0,6%С; ЛАЖ60-1-1; 65Г; ВЧ50;20Х13; ХВСГ;

60.1.3%С; У7;АЛ9;38Н3МФА; Т5К10; Бр.АЖМц10-3-1,5;

61.1,2%С; 65Г; ЛАЖ60-1-1; ВК10; Б83; У8А;

62.0,6%С; Ст.5сп; ЛАЖ60-1-1; 65Г; Д16М; У8Г;

63.0,5%С; Ст.2кп;45; ВЧ50;20Х13; ХВСГ;

64.0,4%С; 12ХН3А; 70; ЛС 59-1; Д1; Ст.6сп;

65.0,3%С; 50;38Н3МФА; Т5К10; ЛС 59-1; Д16;

66.0,5%С; Ст.3 пс; 15; 40Х13; 60С2; ВК3

67.0,2%С; КЧ 60-3; 65Г; 110Г13; ЛАЖМц 66-6-3-2; Д20;

68.2,5%С; 08пс; 12Х13; ЛС 59-1; Д16; ХВСГ;

69.3,5%С; Ст.4сп; 38Н3МФА; Т5К10; ЛАЖ60-1-1; ВЧ50;

70.4,5%С; 18Х2Н4ВА; 65Г; ВК10; АМr6; ЛЖМц 59-1-1;

71.4,8%С; ЛС 60-1; 45Л; 14ХНД; АМц; ВК15;

72.4,3%С; Ст.3 сп; 40ХГТР; Т30К4; АЛ2; БрАЖ 10-4;

Порядок выполнения задания 2

1. Изображаем диаграмму состояния сплава Fe-Fe3C в масштабе (в электронном формате или на миллиметровой бумаге для последующего сканирования или фотографирования) с указанием структурных составляющих во всех областях (рис1.).

2.Находим на оси концентраций сплав с заданным количеством углерода (например: С = 0,55, сплав 1-1), восстанавливаем из этой точки перпендикуляр, находим точки пересечения с линиями диаграммы состояния и обозначаем их цифрами. Справа или слева от диаграммы состояния строим кривую охлаждения заданного сплава в координатах температура-время. Точки перегиба на графике (обозначаем их цифрами) – это критические точки, соответствующие температурам, при которых в сплаве при его медленном охлаждении происходят какие-либо фазовые превращения.

3.Даем описание структурных превращений, происходящих в сплаве при его охлаждении. Для рассматриваемого варианта:

участок 0 -1 – охлаждение жидкого сплава (Ж); точка 1 – начало первичной кристаллизации сплава с образованием из жидкого

сплава аустенита (Ж+А); т.2 – конец первичной кристаллизации сплава (А);

уч-к 2-3 – охлаждение аустенита (А); уч-к 3-4 – выделение из аустенита избыточной фазы (феррита)(А+Ф);

т.4 – начало эвтектоидного (перлитного) превращения с образованием из аустенита механической смеси феррита и цементита (А→П (Ф+Ц));

т.4' – конец перлитного превращения (Ф+П); уч-к 4-5 – охлаждение сплава до комнатной температуры (Ф+П).

4. Строим структурный треугольник под диаграммой состояния.

Для этого, приняв отрезок (m – n) на вертикальной линии, проходящей через точку 0,8 % углерода за 100 % перлита и, соединив его концы с крайними точками диаграммы (100 % Fe и 100 % Fe3C), получим структурный треугольник. Он позволяет, используя соотношение длин отрезков, ограниченных сторонами треугольника, определить процентное содержание перлита в любой стали.

Отрезки (m-n) или (a-c) соответствуют 100 % перлита, то есть сталь содержит 0,8% С. Отрезок (a-b) соответствует Х % перлита. Тогда количество перлита определяется по формуле:

= ∙ 100 %

Количество феррита в процентах равно 100 – Х.

Измеряем с помощью линейки длины отрезков ав и ас и определяем количество перлита в %.

30 Х = 43 100 = 69,7 %

Количество феррита равно 100 - 69,7= 30,3%

5.Записываем марку сплава, представляем фотографию и условное изображение микроструктуры (рис. 2) (см. приложение), механические свойства (см. ГОСТ) и назначение сплава (справочная литература, интернет-ресурсы):

Сталь 55 – сталь углеродистая, доэвтектоидная, конструкционная, качественная, содержит 0,55% С (ГОСТ1050 – 88).

На фотографии микроструктуры: темное поле – перлит (П); светлое – феррит (Ф). Условное изображение: заштрихованная часть – П; незаштрихованная – Ф. Площадь

незаштрихованной части визуально должна соответствовать содержанию феррита в структуре сплава (~ 30%).