Лекция 11. Общие понятия теории кодирования

По микроструктуре сплавов можно приблизительно определить количество углерода в составе сплава, учитывая следующее: количество углерода в перлите составляет 0,8 %, в цементите – 6,67 %. Ввиду малой растворимости углерода в феррите (в 40 раз меньше, чем в исходном аустените – 0,8%), принимается, что в нем углерода нет, т.е. углерод выделяется из аустенита в виде карбида Fe3C.

Таким образом, эвтектоидный распад аустенита включает в себя полиморфное превращение (изменение расположения атомов в кристаллической решетке железа) и диффузионное перераспределение атомов углерода в пространстве.

Доля цементита в эвтектоидной смеси согласно правилу рычага равна (P-S)(P-K) и составляет приблизительно 12%.

Эвтектоид растет внутри аустенитных зерен в виде колоний, состоящих из пластин феррита (более толстых) и цементита. Эвтектоидные колонии зарождаются на границах зерен аустенита. По окончании эвтектоидного распада на месте аустенитного зерна оказывается несколько колоний эвтектоида, различающихся ориентацией пластин.

Если углеродистая сталь медленным охлаждением из аустенитной области приведена в равновесное состояние, то по микроструктуре можно определить содержание в ней углерода. Углерод в доэвтектоидной стали распределен между доэвтектоидным ферритом и перлитом. В чистом перлите содержится 0,8% С. Содержанием углерода в феррите можно пренебречь., считая, что весь углерод сосредоточен в перлите., на который приходится только часть объема данной стали, содержащей Х_С {%(масс.)} углерода. Поэтому, зная F_П- площадь шлифа, занимаемого перлитом, можно определить Х_С:

Х_С = 0,8 F_П/100.

Эта пропорция вытекает из примерного равенства плотностей феррита и перлита. Площадь перлита оценивается обычно на глаз. Такой метод может показаться слишком грубым, но это не так. В действительности он дает очень хорошие результаты. Если ошибка в определении площади занимаемой перлитом равна 10%, то абсолютная ошибка в определении содержания углерода составляет всего 0,08%.

(Рассмотреть процесс охлаждения сталей и характер их микроструктуры в зависимости от содержания углерода).

Сплавы железа с углеродом, содержащие углерода более 2,14 % (до 6,67 %), заканчивающие кристаллизацию образованием эвтектики (ледебурита), называют чугунами.

Наличие легкоплавкого ледебурита в структуре чугунов повышает их литейные свойства.

Чугуны, кристаллизующиеся в соответствии с диаграммой состояния железо – цементит, отличаются высокой хрупкостью. Цвет их излома – серебристо-белый. Такие чугуны называются белыми чугунами.

Микроструктуры белых чугунов представлены на рис. 9.4.

Рис. 9.4. Микроструктуры белых чугунов: а – доэвтектический белый чугун; б – эвтектический белый чугун (Л); в – заэвтектический белый чугун .

По количеству углерода и по структуре белые чугуны подразделяются на: доэвтектические , структура перлит + ледебурит + цементит вторичный ; эвтектические , структура ледебурит (Л) (рис. 9.4 б); заэвтектические , структура ледебурит + цементит первичный (рис. 9.4 в).

В структуре доэвтектических белых чугунов присутствует цементит вторичный, который образуется в результате изменения состава аустенита при охлаждении (по линии ES). В структуре цементит вторичный сливается с цементитом, входящим в состав ледебурита.

Фазовый состав сталей и чугунов при нормальных температурах один и тот же, они состоят из феррита и цементита. Однако свойства сталей и белых чугунов значительно различаются. Таким образом, основным фактором, определяющим свойства сплавов системы железо – цементит является их структура.