Қорытпалар күйі

Презентация қосу

Қ АЗАҚ
ҚАЗА ҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ
СТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫ ҢҒ ҒЫЛЫМ ЖӘ
ЫЛЫМ Ж ӘНЕ
НЕ
БІЛІМ
БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ
МИНИСТРЛІГІ
СЕМЕЙ қаласының ШӘКӘРІМ атындағы
МЕМЛЕКЕТТІК
МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
УНИВЕРСИТЕТІ

БӨЖ
Тақырыбы: Қорытпалар күйі
диаграммасы. Темір көміртекті
қорытпалардың фазалары мен
компоненттері. Темір-цементит жүйесі күй
диаграммасы.
Орындаған: Омаргазина Д.М.
ХН-221
Қарастырып отырған жүйедегі кез келген

қорытпа күйін оның концентрациясы мен

температураға байланысты графикалық

бейнелеу күй диаграммасы деп аталады. Күй

диаграммасы тепе-тең, орнықты күйлерді, яғни

белгілі жағдай кезінде қайсысы ең кіші ішкі

энергияға ие болатынын көрсетеді. Күй

диаграммасының теориялық және практикалық

маңызы өте үлкен.
құраушыларын зерттеуге мү
құраушыларын зерттеуге мүмкіндік береді.
мкіндік береді.

Сурет
Сурет 1
1 –– Құраушылары
Құраушылары сұйық
сұйық және
және қатты
қатты күйінде
күйінде бірі
бірі екіншісінде
екіншісінде
шексіз
шексіз еритін
еритін күй
күй диаграммасын
диаграммасын тұрғызу: а –
тұрғызу: а – салқындату
салқындату
         Диаграмманы пайдаланып термиялық
         Диаграмманы пайдаланып термиялы қ   өңдеуді жү
өңдеуді ж ргізу мү
үргізу м мкіндігі мен оны ң
үмкіндігі мен оны режимдерін ж ә
ң режимдерін ж әне
не
қорытпалардың
қорытпаларды ң   құ
құйылу
йылу температурасы
температурасы мен
мен ыстық
ысты қ   пластикалы қ
пластикалы қ   деформациялану
деформациялану
температураларын белгілеуге болады.
температураларын белгілеуге болады.

         Диаграмманы тұ
         Диаграмманы т ұррғызу эксперименттік тә
ғызу эксперименттік т сілмен іске асырылады. Ол ү
әсілмен іске асырылады. Ол шін к ө
үшін к өбінесе термиялық
бінесе термиялық
анализді пайдаланады. Жү
анализді пайдаланады. Ж үйеден компоненттерінің
йеден компоненттеріні массасы ә
ң   массасы рт ү
әрт рлі қ
үрлі атынаста ғ
қатынаста ғы
ы бірнеше
бірнеше
қ
қорытпалар таң
орытпалар та ңдап алынады. Қ
дап алынады. Қорытпаларды отқ
орытпаларды от атө
қат өзімді
зімді тигельдерге
тигельдерге салып, пеште қ
салып, пеште қыздырады.
ыздырады.

Балқ
Бал ығ
қы аннан кейін тигельдерді қ
ғаннан кейін тигельдерді орытпамен бірге а қ
қорытпамен бірге а ырын сал қ
қырын сал ындатып, сал қ
қындатып, сал ындау жылдамды ғ
қындау жылдамды ғын
ын
белгілеп отырады.
белгілеп отырады.

        Алынғ
        Алын ан мә
ған м әліметтер бойынша уақ
ліметтер бойынша уа қыт
ыт –
– температура координатасына салқ
температура координатасына сал ындау қ
қындау исық
қисы қтарын
тарын
ттұрғ
ұр ғызады.
ызады.
                        Эксперимент нә
Эксперимент н әтижесінде
тижесінде бірнеше салқ
бірнеше сал ындау қ
қындау исы қ
қисы қтарын
тарын алады,
алады, онда фазалы қ
онда фазалы қ   тт ү
үрлену
рлену

температураларында қ
температураларында исық
қисы тың
қты майысу нү
ң майысу н ктелері мен температура аялдамалары бай қ
үктелері мен температура аялдамалары бай қалады.
алады.

        Фазалық
        Фазалы тү
қ т рленулерге сә
үрленулерге с әйкес келетін температуралар аумалы ннү
йкес келетін температуралар аумалы үктелер
ктелер деп аталады.
деп аталады.
                     Қ
Қорытпалар
орытпалар кристалдануы
кристалдануы басталатын
басталатын температуралар
температуралар ликвидус, аяқ
ликвидус, ая қталатын
талатын
температуралар солидус нү
температуралар солидус нүктелері деп аталады.
ктелері деп аталады.
Кез келген жүйеде тепе-теңдікте болатын фазалар саны ішкі және сыртқы
жағдайларға байланысты болады. Жүйеде өтетін өзгерістердің барлық
заңдылықтары фазалар ережесі немесе  Гиббс заңы деп аталатын тепе
теңдіктің жалпы заңына бағынады.

Фазалар ережесі. Күй диаграммасы мен қорытпалардың салқындату
қисықтары Гиббс заңы немесе фазалар ережесі бойынша тексеріледі:
С = К – Ф + 1
мұндағы: С – жүйе еркіндік дәрежесінің саны;

            К – жүйе құраушыларының саны;
            Ф – тепе-теңдік жағдайдағы фазалар саны;
            1 – сыртқы факторлар саны.
Қорытпа күйі
диаграммаларының
ішінде Fе-С күйі
диаграммасының маңызы
зор. Өйткені көміртекті
темір қорытпалар
техникада өте көп
қолданыс тапқан.
Көміртекті темір қорытпалардың компоненті мен
фазалары. Темірдің балқу температурасы 1539оС.
Темір-полиморфтік түрленетін элемент.
Оның a және gмодификациясы бар. 911оС-дан төмен
және 1392оС жоғары темірдің көлемді центрленген
текше торы бар a модификациясы тұрақты. 1392-1539оС
аралығындағы модификацияны Fеd деп те атайды. 911-
1392оС аралығында жақты центрленген торы бар
Fеg тұрақты. 768о С-ға дейін темір магнитті. 768оС Кюри
нүктесі деп аталынады, бұл температурадан жоғары
темір парамагнитті. Көміртек–металл емес, полиморфтік
түрленетін элемент. Оның модификациясы – графит пен
алмаз.
Көміртекті темір қорытпалардың фазалары мыналар:
сұйық қорытпа, феррит, аустенит, цементит және
графит.
        Көміртек пен басқа элементтердің a-темірдегі ену қатты ерітіндісін феррит
деп атайды. Оның көлемді центрленген текше торы бар. Жо ғары
температуралық ферритте 1499 оС-да 0,1 көміртек ериді, ал төменгі
температуралық ферритте 727оС-да – 0,025%С. Бөлмелік температурада
ферриттегі көміртек мөлшері 0,006%-ға дейін  азаяды. Феррит – коррозия ға
төзімсіз, магнитті келген, беріктігі төмен, жұмсақ фаза: sв = 300 МПа, НВ 800 –
1000 МПа, d = 40%, y = 70%, КСU = 25 MДж/м2.
       Аустенит көміртек пен басқа элементтердің g – темірдегі ену қатты
ерітіндісі. Оның жақты центрленген текше торында 1147оС–да 2,14% көміртек
ериді, ал 727оС–да – 0,8%С. Аустенит магнитті емес, ферритке қарағанда
коррозияға төзімділеу және беріктеу: sв = 550 МПа, НВ 2000 МПа, d = 50%.
      Темір мен көміртектің химиялық қосылысын – темір карбидін Fе3С
цементит деп атайды. Цементиттың күрделі ромбылық торы бар, көміртек
мөлшері 6,69 %. Цементиттың қаттылығы жоғары (HB 8000) және морт. Бал қу
температурасы  ~ 1260оC. Цементит метатұрақты фаза болғандықтан, жоғары
көміртекті қорытпалардың тепе-теңдік жағдайында графит түзіледі.
       Графит  – көміртекті темір қорытпаларында жеке бөлініп шыққан к өміртек.
Оның гексагониалық торы бар. Графит жұмсақ, беріктігі төмен, химиялы қ
төзімділігі жоғары фаза.
       Көміртекті темір қорытпаларда екі жоғары көміртекті фаза – цементит пен
графит болғандықтан, метатұрақты темір – цементит күйі диаграммасы ж әне
тұрақты темір-графит күйі диаграммасы болады.
Темір-цементит күйі диаграммасы. Бұл диаграмма (4.1–
сурет) көміртекті темір қорытпаларын (болат және шойын)
өте баяу қыздыру немесе салқындату кезіндегі фазалық
өзгерісті көрсетеді.
Диаграмманың А нүктесі темірдің балқу немесе кристалдану
температурасын көрсетсе, N және G нүктелері оның
полиморфтік түрлену a gтемператураларын көрсетеді.
Диаграмманың АВСД сызығы – ликвидус сызығы. Ликвидус
сызығынан жоғары барлық қорытпа сұйық күйде болады.
Диаграмманың AHJECFД сызығы – солидус сызығы. Ликвидус
пен солидус сызықтарының арасында қорытпалар екі
фазалы (сұйық және қатты). АВ сызығы сұйық қорытпадан
ферриттің кристалдануын көрсетсе, ВС және СД сызығы
сұйық фазадан аустенит пен бірінші реттік цементиттің
кристалдануын көрсетеді.
Ликвидус сызығы барлық қорытпаның алғашқы кристалдану
үрдісінің басталу нүктелерін көрсетсе, солидус сызығы
аяқталуын көрсетеді.
Темір-цементит жүйесінде үш изотермиялық түрленіс бар:
1) перитектикалық;
2) эвтектикалық;
3)эвтектоидтық.
HJB сызығы – перитектикалық түрленіс сызығы

Lв + Фн à АJ.

Бұл реакция көміртек мөлшері 0,1-0,5% болып келген қорытпаларда
ғана болады.
ECF сызығы – эвтектикалық түрленіс сызығы

Lc à AE + Ц.

Қорытпаны салқындату кезінде 1147 оС-да сұйық фазадан бөлініп
шыққан аустенит пен цементиттің эвтектикалық қоспасын
ледебурит деп атайды. Көміртек мөлшері 2,14%-дан жоғары келген
барлық қорытпада бұл реакция орын алады.
Ледебуриттегі көміртек мөлшері 4,3%. Оның қаттылық (НВ 6000 МПа),
морттық және аққыштық қасиеттері жоғары.
PSK сызығында эвтектоидтық түрленіс болады

As à Фр + Ц.

Қорытпаны салқындату кезінде 727оС-да аустенит феррит пен
цементитке ыдырайды, құрылған эвтектоидты перлит деп атайды.
Перлитте 0,8% көміртек бар. Перлит берік (sB=800-900 МПа),
айтарлықтай қатты (HB 1800-2000 МПа), пластикалық қасиеті
орташа (d=16%, y=10%).
Диаграмма нүктелерінің сипаттамасы 4.1-кестеде келтірілген.
Көміртекті темір қорытпаларында темірдің полиморфтік түрленісінен қайыра
кристалдану үрдісі орын алады. Сонымен қатар көміртектің феррит пен
аустенитте ерігіштігі температураға байланысты өзгереді. Көміртек қатты
ерітіндіден (феррит пен аустенит) цементит күйінде бөлініп шығады.
GS және ES сызықтары қорытпаның қайыра кристалдану үрдісінің басталуын
көрсетеді. GS сызығы ферриттің аустениттен бөлініп шыға бастағанын, ES
сызығы екінші реттік цементиттің аустениттен бөлініп шыға бастағанын
көрсетеді.
GP сызығы аустениттің ферритке қайыра кристалдану үрдісінің аяқталу
нүктелерін көрсетеді.
PQ сызығы үшінші реттік цементиттің ферриттен бөлініп шыға бастағанын
көрсетеді.
Көміртекті темір қорытпалары екі топқа бөлінеді:
1) болат (көміртек мөлшері 0,02-2,14%);
2) шойын (көміртек мөлшері 2,14-6,69%).
Көміртекті болаттың тепе-теңдік жағдайдағы құрылымы темір-цементит күйі
диаграммасы бойынша анықталады (4.1- суретті қараңыз). Құрылымына қарай
көміртекті болат үшке бөлінеді:
1) эвтектоидқа дейінгі (құрылымы феррит пен перлит; көміртек 0,02-0,8%);
2) эвтектоидты (құрылымы перлит; көміртек 0,8%);
3) эвтектоидтан кейінгі (құрылымы перлит пен екінші реттік цементит;
көміртек 0,8-2,14%).
Темір – цементит күйі диаграммасы бойынша кристалданып, көміртек негізінен
цементит түріндегі ақ шойын, құрылымы бойынша үшке бөлінеді:
1) эвтектикаға дейінгі (құрылымы перлит, цементит (екінші) және ледебурит;
көміртек 2,14-4,3%);
2) эвтектикалы (құрылымы ледебурит; көміртек 4,3%);
3) эвтектикадан кейінгі (құрылымы цементит (бірінші) және ледебурит;
көміртек 4,3-6,69%).
1 Дриц М.Е., Москалев М.А. Технология конструкционных
материалов и материаловедение: Учебник для вузов. - М.:
Высшая школа, 1990.- 447с.
2 16. Жадан В.Т., Гринберг Б.Г., Никонов В.Я. Технология
металлов и других конструкционных материалов: Учеб.
пособие для немашиностроительных вузов. -2-ое изд.,
перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1970. - 704с.
3 http://psu.kz/arm/upload/umk/56228.doc
4  http://ffre.ru/ujgujgqasujgotryfs.html

Ұқсас жұмыстар

Алюминий қорытпалары

Құрылыс болаттар

АСҚЫН ӨТКІЗГІШТЕР

Аморф заттар Кристалл заттар

ХИМИЯЛЫҚ КОРРОЗИЯ

Шалаөткізгіштер және олардың электрлік қасиеттері

Құю технологиясы

Биоматериалдарды қолдану аймағы

МЕТАЛЛ МАТЕРИАЛДАР

Қара кремень

Пәндер