Железо - углерод

Лабораторная работа 1. Железо - углерод
Цель работы: ознакомиться с диаграммой состояния сплавов системы "железо - углерод" (железоуглеродистых сплавов), фазами и структурными составляющими этих сплавов, основными фазовыми и структурными превращениями, протекающими в этих сплавах, а также классификацией сплавов по структуре в соответствии с диаграммой.
Порядок выполнения работы и задание
1. Изучить теоретический раздел.
2. Вычертить диаграмму состояния «железо–цементит», подписать точки, линии, поля диаграммы.
3. Привести описание кристаллического строения компонентов - железа и углерода., охарактеризовать их свойства. Дать понятие полиморфизма применительно к железу.
4. Привести буквенное обозначение линий ликвидус и солидус, дать их определение.
5. Дать определения фазам и структурным составляющим сплавов (феррит, аустенит, цементит, перлит, ледебурит), привести их механические свойства.
6. Привести уравнения изотермических превращений, происходящих в сплавах (перитектическое, эвтектическое, эвтектоидное).
7. Ознакомиться со строением эвтектоида – перлита и эвтектики – ледебурита (см. альбом структур железоуглеродистых сплавов).
8. Привести определение и классификацию сталей и чугунов по структуре в равновесном состоянии.
9. Для сплава с определенным содержанием углерода в соответствии с заданием привести название сплава и его структуру (например, С=0,4,% - сталь доэвтектоидная со структурой перлит и феррит при комнатной температуре, при температуре 750 оС структура аустенит и феррит).
10. Составить отчет по работе в соответствии с вышеуказанными пунктами задания. Диаграмма должна быть вычерчена вручную. Отчет по лабораторной работе отправить на проверку.
Ход работы.

Рисунок 1. Диаграмма состояния «железо–цементит»
Железо - металл сероватого цвета. Температура плавления - 1539 °С. Железо имеет две полиморфные модификации α, γ и δ. Модификация α существует при температурах ниже 911 °С. Кристаллическая решетка α-железа - объемно центрированный куб (ОЦК) с периодом решетки 0,28606 нм. Плотность α-железа 7,68 Мг/м3 . Вторая модификация γ-железо (Feγ) существует при температуре 911 - 1392 °С. Кристаллическая решетка - гранецентрированная кубическая (ГЦК) с периодом 0,3645 нм. В интервале 1392 - 1539 °С существует δ-железо с кристаллической решеткой объемно центрированного куба (ОЦК) с периодом решетки 0,293 нм.
Углерод - неметаллический элемент II периода IV группы периодической системы, атомный номер 6, плотность 2,5 Мг/м3 , температура плавления 3500 °С, атомный радиус 0,077 нм. В обычных условиях углерод находится в виде модификации графита, но может существовать в виде алмаза.
В системе железо - углерод различают следующие фазы: жидкий расплав, твердые растворы – α-феррит, δ-феррит и аустенит, а также цементит и графит.
Феррит (Ф) - твердый раствор углерода и других примесей в ОЦК-железе. Атом углерода располагается в решетке феррита в центре грани куба, где помещается сфера радиусом 0,031 нм, а также в дефектах кристалличе...