Як вирішувати завдання на сплави

Ці діаграми стану отримують квазистатическим (дуже повільним) нагріванням і охолодженням досліджуваних твердих розчинів при найрізноманітніших їх концентраціях. Фазові перетворення протікають при постійній температурі, і тому температурні криві на деякий час утворюють ізотермічні ділянки. Серед металознавців і металургів всіх країн існує негласна угода, згідно з яким типові точки на діаграмі залізо-вуглець позначаються одними і тими ж буквами. Варто відзначити, що такого підходу не існує при позначенні марок сталей, тому при вирішенні завдань з металургії періодично можуть виникати труднощі.

Металознавців найбільше цікавлять ті ділянки діаграми, де твердий сплав залізо-вуглець, власне, і називають сталлю. Тут розглядаються температури, що передують рідкому стану сплаву. Перш за все, слід розібратися з основними фазами, позначеними на діаграмі. Ферит - твердий розчин вуглецю в залозі з кубічної гранецентрированной гратами (ГЦК). Аустеніт - високотемпературний ферит. У нього об'емоцентрірованная решітка (ОЦК). Цементит - карбід заліза (Fe3C). Перлітом називається ферито-цементітная структура. Є й тонкощі, такі як первинний і вторинний цементит, які тут слід опустити, як і ледебуріт.

Для того щоб проаналізувати стан стали при різних температурах, проведіть на діаграмі вертикаль, відповідну обраної вами концентрації вуглецю. Так, при 0,4% С, після охолодження нижче лінії IE і аж до SE структура стали аустеніт. Далі, аж до евтектоїдной температури 768 ° С, що відповідає лінії PSK маємо стан аустенит + цементит і аж до кімнатної температури - ферит + перліт. Таким чином, головна температура для технолога - 768 ° С. Більшість середньовуглецевих сталей легируют одним відсотком хрому, що знижує її температуру, приблизно, до 720 ° С.

На діаграмі стану відсутня така важлива фаза стали, як мартенсит. Фактично це метастабільний аустеніт, який не встиг перетворитися на перліт в силу високої швидкості охолодження сталі (загартування). Мартенсит володіє значною твердістю і при кімнатній температурі метастабілен чисто умовно, так як для переходу в перліт йому просто не вистачає внутрішньої енергії. Однак при такому перетворенні в стали виникають високі внутрішні напруження, що може призвести до утворення тріщин. Ці процеси піднімають ще одне питання для технолога - правильне проведення відпустки загартованої сталі, який знімає внутрішні напруження, підвищує порігхладноломкості, але також збавляє твердість. Вирішуючи таке завдання, доводиться робити вибір між втратами і придбаннями.

Для визначення температури нагрівання при загартуванню діаграми стану просто безцінні. Виявляється, що при концентраціях вуглецю нижче тих, що відповідають точці Р діаграми, нелегована сталь «Не калітся». Протягом всієї лінії PSK (а вам потрібно не більше 2,14% вуглецю) - це температура приблизно рівна 780 ° С. Перегрів понад евтектоїдного допустимо, але не слід забувати, що це викличе зростання зерна аустеніту та інших після гарту. Наслідки якого будуть тільки негативні.