sim curs 7 diagr fe-c
DESCRIPTION
xfvsTRANSCRIPT
FIERUL ŞI ALIAJELE SALE
PROPRIETĂŢILE FIERULUI• Masa molară: M=55,847• Masa volumică: ρ =7870kg/m3 la 20ºC;• Parametrul cristalin: a=0,286 nm la 20ºC pt. Feα (cvc);
a=0,364 nm la 20ºC pt. Feγ;
• Rezistenţa de rupere la tracţiune: Rm = 180-290 MPa;
• Limita elastică: Re = 100-170 MPa;
• Alungire relativă: AR = 40 – 50%;• Duritatea Brinell: 45 -50 HB.
CURBA DE SOLIDIFICARE A FIERULUI
• Curba se solidificare a fierului prezintă paliere la următoarele temperaturi:- 1538 ºC, la trecerea din starea lichidă în Feα (numit şi Feδ);- 1394 ºC, (temperatura Ac4), la trecerea din Feα în Feγ;- 912 ºC, (temperatura Ac3), la trecerea din Fe γ în Fe α;- 768 ºC (temperatura Ac2 numită şi punctul Curie), la trecerea din starea paramagnetică în stare magnetică.
• Evoluţia sistemului de aliaje binare Fe-C este descrisă de două diagrame de echilibru :– metastabil, la care faza bogată în carbon este
cementita (Fe3C);– stabil, la care faza bogată în carbon este
grafitul (Cg).
DIAGRAMA DE ECHILIBRU Fe-Cementită
FAZE ŞI CONSTITUENŢI ÎN SISTEMUL METASTABIL Fe-Fe3C
Formarea structurii oţelurilor nealiate recoapte şi a fontelor albe se explică prin referire la diagrama de echilibru al fazelor Fe-Fe3C.
• În sistemul metastabil Fe-Fe3C sunt prezente patru faze:
- soluţia lichidă;- ferita;- austenita;- cementita; şi doi constituenţi bifazici de tip amestec mecanic:- ledeburita (eutectic);- perlita (eutectoid).
• sl – soluţie lichidă este formată din amestecul intim al atomilor de fier aflat în stare lichidă şi carbon;
• Fα şi Fδ – ferita, este o soluţie solidă de interstiţie a carbonului dizolvat în fier α respectiv fier δ cristalizat în reţea c.v.c.;
• Aus – austenită este o soluţie solidă de interstiţie a carbonului dizolvat în fier gama cristalizat în reţea c.f.c;
Solubilitatea maximă a carbonului este de 2,11 la 1148ºC.
• Ce – cementita, reprezintă compusul chimic format între fier şi carbon care corespunde formulei chimice Fe3C şi care conţine 6,67% C şi 93,33% Fe.
• Este o carbură metastabilă care are tendinţa de a se descompune în condiţii speciale conform reacţiei:
Fe3C →3Fe + Cg• După ordinea apariţiei la răcire, poate fi:• CemI- cementită primară; • CemII- cementită secundară;• CemIII- cementită terţiară;
Toate cele trei tipuri de cementită cristalizează în sistem ortorombic. Este faza cea mai dură (HB=750) şi cea mai fragilă.
• P – perlită (constituent metalografic - eutectoid) amestec bifazic format în urma descompunerii totale a austenitei la temperatura de 727ºC (reacţie eutectoidă) în ferită α şi cementită:
A0,77↔F α0,0218 + CemII 6,67= P0,77
Perlita are proprietăţi intermediare între ferită α şi cementită: HB = 205
Rm =85 daN/mm2.
• Led – ledeburita (constituent metalografic) – reprezintă eutecticul aliajelor Fe-Fe3C. În funcţie de temperatura la care se formează, poate fi: primară sau netransformată şi Ledt – ledeburită transformată sau secundară.
• Ledeburita primară este un amestec mecanic bifazic format prin descompunerea soluţiei lichide, conform reacţiei eutectice:
Led4,3↔ Aus2,11 + CemI 6,67
Ledt – ledeburita transformată sau secundară - amestec mecanic format din perlită şi cementită primară. Este un constituent dur şi fragil, cu turnabilitate bună.
Diagrama Fe- Grafit
FAZE ŞI CONSTITUENŢI ÎN SISTEMUL STABIL Fe-Grafit
• Soluţia lichidă;• Ferita;• Austenita;• Grafitul;• Eutecticul;• Eutectoidul.
• Formarea structurii fontelor cenuşii nealiate se explică prin referire la diagrama Fe-Cg. Grafitul cristalizează în sistem hexagonal.
• La temperatura de 1153 ºC are loc reacţia eutectică:Sl4,25→Aus2,03 + Cgrafit I = eutectic anormal (Eic)
• La temperatura de 738 ºC are loc reacţia eutectoidă:Aus0,69 →F α0,0,218 + C grafit II = eutectoid anormal
Grafitul în fontele cenuşii
• Influenţează proprietăţile mecanice ale fontelor prin:
- formă;- mărime;- distribuţie;- cantitate.
Forma grafitului poate fi:
• lamelară (fonta cenuşie obişnuită);• vermiculară (fonta vermiculară);• în cuiburi (fonta maleabilă);• sferoidală (fonta nodulară).
Prezenţa grafitului
• constitue o amorsă de fisură;• măreşte prelucrabilitatea prin aşchiere;• măreşte capacitatea de amortizare a
vibraţiilor.
STRUCTURI DE ECHILIBRU ALE OŢELURILOR CARBON (300:1)
(atac nital 2%)
• OŢEL CU 0,01 %C OŢEL CU 0,20 %C
• OŢEL CU 0,40%C OŢEL CU 0,60%C
• OŢEL CU 0,77 %C OŢEL CU 1,20 %C
MICROSTRUCTURILE FONTELOR ALBE, 100:1
(atac nital 2%) Fontă albă cu 3% C
Fontă albă cu 4,3% C
Fontă albă cu 5% C