Класифікація сплавів. Залізо і його сплави

Сталь і чавун – основні матеріали в машинобудуванні. Вони складають 95% всіх використовуваних в техніці сплавів.
Сталь – це сплав заліза з вуглецем та іншими елементами, що містить до 2,14% вуглецю. Вуглець – найважливіша домішка сталі. Від його змісту залежать міцність, твердість і пластичність сталі. Крім заліза і вуглецю, до складу стали входять кремній, марганець, сірка і фосфор. Ці домішки потрапляють в сталь в процесі виплавки і є її неминучими супутниками.
Чавун – сплав на залізній основі. Відмінність чавуну від сталі полягає в більш високому вмісті в ньому вуглецю – більше 2,14%. Найбільшого поширення набули чавуни, що містять 3-3,5% вуглецю. До складу чавунів входять ті ж домішки, що і в сталі, т. Е. Кремній, марганець, сірка і фосфор. Чавуни, у яких весь вуглець знаходиться в хімічному з’єднанні з залізом, називають білими (по виду зламу), а чавуни, весь вуглець яких або більша його частина являє графіт, отримали назву сірих. У білих чавунах завжди є ще одна структурна складова – ледебуріт. Це евтектика, т. Е. Рівномірна механічна суміш зерен аустеніту і цементиту, що виходить в процесі кристалізації, у ній 4,3% вуглецю. Ледебурит утворюється при температурі +1147 ° C.
Ферит – твердий розчин невеликої кількості вуглецю (до 0,04%) та інших домішок в? – Залозі. Практично це чисте залізо. Цементит – хімічна сполука заліза з вуглецем – карбід заліза.
Перліт – рівномірна механічна суміш в сплаві фериту і цементиту. Таку назву ця суміш одержала тому, що шліф при її травленні має перламутровий відтінок. Так як перліт утворюється в результаті процесів вторинної кристалізації, його називають евтектоід. Він утворюється при температурі +727 ° C. У ньому міститься 0,8% вуглецю.
Перліт має два різновиди. Якщо цементит в ньому розташований у вигляді пластинок, його називають пластинчастим, якщо ж цементит розташований у вигляді зерен, перліт називають зернистим. Під мікроскопом пластинки цементиту здаються блискучими, бо мають великий твердістю, добре поліруються і при травленні кислотами роз’їдаються менше, ніж пластинки м’якого фериту.
Якщо залізовуглецевих сплави нагріти до певних температур, відбудеться аллотропіческое перетворення α-заліза в ν -залізо і утворюється структурна складова, яка називається аустенітом.
Аустеніт являє собою твердий розчин вуглецю (до 2,14%) та інших домішок в ν -заліза. Здатність вуглецю
розчинятися в залозі неоднакова при різних температурах. При температурі +727 ° C ν -залізо може розчиняти не більше 0,8% вуглецю. При цій же температурі відбувається розпад аустеніту з утворенням перліту. Аустеніт – м’яка структурна складова. Він відрізняється великою пластичністю, не володіє магнітними властивостями.
При вивченні структурних складових залізовуглецевих сплавів встановлено, що вони при кімнатній температурі завжди складаються з двох структурних елементів: м’якого пластичного фериту і твердого цементиту, зміцнюючого сплав.

Посилання на основну публікацію