Sim Curs 7 Diagr Fe-c

23
FIERUL ŞI ALIAJELE SALE

description

xfvs

Transcript of Sim Curs 7 Diagr Fe-c

Page 1: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

FIERUL ŞI ALIAJELE SALE

Page 2: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

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.

Page 3: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

CURBA DE SOLIDIFICARE A FIERULUI

Page 4: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

• 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.

Page 5: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

• 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).

Page 6: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

DIAGRAMA DE ECHILIBRU Fe-Cementită

Page 7: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

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).

Page 8: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

• 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.

Page 9: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

• 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;

Page 10: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

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.

Page 11: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

• 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.

Page 12: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

Diagrama Fe- Grafit

Page 13: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

FAZE ŞI CONSTITUENŢI ÎN SISTEMUL STABIL Fe-Grafit

• Soluţia lichidă;• Ferita;• Austenita;• Grafitul;• Eutecticul;• Eutectoidul.

Page 14: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

• 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

Page 15: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

Grafitul în fontele cenuşii

• Influenţează proprietăţile mecanice ale fontelor prin:

- formă;- mărime;- distribuţie;- cantitate.

Page 16: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

Forma grafitului poate fi:

• lamelară (fonta cenuşie obişnuită);• vermiculară (fonta vermiculară);• în cuiburi (fonta maleabilă);• sferoidală (fonta nodulară).

Page 17: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

Prezenţa grafitului

• constitue o amorsă de fisură;• măreşte prelucrabilitatea prin aşchiere;• măreşte capacitatea de amortizare a

vibraţiilor.

Page 18: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

STRUCTURI DE ECHILIBRU ALE OŢELURILOR CARBON (300:1)

(atac nital 2%)

• OŢEL CU 0,01 %C OŢEL CU 0,20 %C

Page 19: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

• OŢEL CU 0,40%C OŢEL CU 0,60%C

Page 20: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

• OŢEL CU 0,77 %C OŢEL CU 1,20 %C

Page 21: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

MICROSTRUCTURILE FONTELOR ALBE, 100:1

(atac nital 2%) Fontă albă cu 3% C

Page 22: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

Fontă albă cu 4,3% C

Page 23: Sim Curs 7 Diagr Fe-c

Fontă albă cu 5% C