Email:  mhorakova @ pf.jcu.cz Tel: 387 77 3057 slide 0

Email: mhorakova @ pf.jcu.cz Tel: 387 77 3057

  • Published on
    23-Feb-2016

  • View
    111

  • Download
    0

DESCRIPTION

Ohřev a ochlazování čistých kovů a slitin. Diagramy Fe-Fe 3 C, Fe-C, Rovnovážné binární diagramy, IRA, ARA. Email: mhorakova @ pf.jcu.cz Tel: 387 77 3057. Rovnovážné stavy systémů. SLITINA – vzniká sléváním dvou a více prvků, z nichž alespoň jeden je kov. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript

Snímek 1 1 Ohřev a ochlazování čistých kovů a slitin. Diagramy Fe-Fe3C, Fe-C, Rovnovážné binární diagramy, IRA, ARA Email: mhorakova@pf.jcu.cz Tel: 387 77 3057 1 MTDIII 2 Rovnovážné stavy systémů SLITINA – vzniká sléváním dvou a více prvků, z nichž alespoň jeden je kov. Slitina složena z různého počtu SLOŽEK = chemicky čistá látka, prvek nebo sloučenina. Účastní se chemických reakcí, ale nemění se. STAV – plynný, kapalný, pevný – v závislosti na teplotě. SOUSTAVA – útvar oddělený od okolí FÁZE – homogenní oblast heterogenní soustavy oddělena rozhraním, na kterém se její vlastnosti mění skokem. 2 TZK a MTDIII 3 Gibbsův zákon fází POČET STUPŇŮ VOLNOSTI = počet nezávislých změn, které jsou soustavě povoleny, aniž by se změnil počet fází. v = n – f + 2 POČET STUPŇŮ VOLNOSTI POČET SLOŽEK POČET FÁZÍ 3 4 Čistý kov – ohřev a ochlazování Teplo vnitřní E kovu Mění se kinetická E částic Urychlení pohybu atomů Přerušení vazeb mezi částicemi Ztráta tvaru kovu tavení Latentní teplo 4 5 Slitiny kovů Tři formy slitiny: Chemické sloučeniny Tuhé roztoky Mechanické směsi TUHÉ ROZTOKY: substituční intersticiální 5 6 Slitiny kovů Ochlazování a ohřev slitin se liší od těchto dějů u čistých kovů! Tavení a krystalizace neprobíhají za jedné teploty, ale v rozmezí teplot (vyjma eutektických slitin). 6 7 Rovnovážné diagramy slitin Grafické znázornění závislosti teploty začátku a konce tavení, resp. krystalizace Konstrukce z výsledků experimentálních měření 7 8 RBD – základní pojmy A, B – čisté kovy a – tuhý roztok alfa – B je rozpuštěné v A b – tuhý roztok beta = A je rozpuštěné v B Likvidus – křivka počátku krystalizace Solidus – křivka konce krystalizace Krystalizace – fázová přeměna látky z kapalného do tuhého stavu 8 9 Pákové pravidlo Pákové pravidlo – určuje složení krystalů během krystalizace, které se mění !!! ODVRÁCENÁ STRANA PÁKY KU CELKU 9 10 Rovnovážné diagramy slitin RBD – rovnovážný binární diagram 1. RBD s absolutní rozpustností v tuhém stavu 2. RBD s absolutní nerozpustností v tuhém stavu 3. RBD s částečnou rozpustností v tuhém stavu 10 11 RBD absolutní rozpustností v tuhém stavu 11 12 RBD s absolutní nerozpustností v tuhém stavu 12 13 RBD s částečnou rozpustností v tuhém stavu 13 ŽELEZO Železo je polymorfní kov, který se vyskytuje ve více modifikacích. 14 SOUSTAVA železo - uhlík Uhlík se v této soustavě může vyskytovat ve dvou variantách: jako chemická sloučenina karbid železa Fe3C s hmotnostním obsahem uhlíku 6,687 % označovaná jako cementit jako čistý uhlík ve formě grafitu První variantu označujeme jako soustavu metastabilní (karbid lze ještě rozložit), druhou jako soustavu stabilní. 15 Soustava Fe – Fe3C (metastabilní) Stabilní složkou této soustavy je cementit. Rovnovážný diagram je složen na straně železa z diagramu s omezenou rozpustností v tuhém stavu, na straně cementitu s naprostou nerozpustností. (Vysokoteplotní omezenou rozpustnost s peritektickou přeměnou můžeme zanedbat). V soustavě se vyskytují ještě další překrystalizace (eutektoidní) 16 TZK a MTDIII 17 RBD metastabilní soustavy železo – karbid železa (Fe-Fe3C) 17 18 Rovnovážné diagramy technického železa Ferit = intersticiální tuhý roztok uhlíku v Fea Austenit = intersticiální tuhý roztok uhlíku v Feg Cementit = karbid železa Fe3C (primární, sekundární, terciální) Perlit = směs feritu a cementitu Ledeburit = směs austenitu a cementitu 18 Eutektoidní bod – co to je? Za těchto podmínek (teplota 727°C a koncentrace uhlíku 0,77 %) dochází k rozpadu austenitu. Bod v diagramu se označuje jako eutektoidní, stejně tak jako produkt rozpadu se označuje jako eutektoid. Eutektoidní rozpad tuhého roztoku může existovat i v jiných soustavách. Vždy je produktem směs dvou různých typů krystalů Eutektoidní bod 19 20 RBD metastabilní soustavy železo – karbid železa (Fe-Fe3C) 20 21 Analogie RBD Fe-Fe3C a Fe-C PERLIT ~ GED (grafitový eutektoid) LEDEBURIT ~ GEM (grafitové eutektikum) CEMENTIT ~ GRAFIT 21 Princip tepelného zpracování Charakterizován: Rychlost a průběh ohřevu Výška teploty ohřevu Doba prohřevu Rychlost ochlazování 22 ohřev čas teplota ochlazení prohřev 22 Tepelné zpracování oceli Řízená difúze atomů v materiálu. Difúze podporována (ŽÍHÁNÍ) Difúze potlačována (KALENÍ) Dle výšky teploty ohřevu Bez překrystalizace S překrystalizací 23 23 Rozpad austenitu – IRA, ARA Ohřev nad teplotu A1 a následné ochlazení. Rychlé ochlazení – difúzní děje POTLAČENY Pomalé ochlazení – difúzní děje PODPOŘENY IZOTERMICKÝ ROZPAD AUSTENITU - IRA ANIZOTERMICKÝ ROZPAD AUSTNITU - ARA 24 24 Fázové přeměny PERLITICKÁ PŘEMĚNA Přeměna Ausenitu na Perlit nebo Bainit = Feg Fea Tvorba perlitu začíná nukleací první destičky feritu nebo cementitu na hranicích zrn austenitu. (a) Pokud je to Cementit, ochudí se Aust. v bezprostředním okolí o C a v dalším okamžiku vzniknou dvě lamely Feritu (b). To vede opět k ochuzení Aust. o C a tím vzniku opět lamel Cementitu (c). Tento děj se opakuje. 25 (a) (b) (c) Austenit Austenit Austenit Cementit Ferit Cementit Nová kolonie perlitu 25 Fázové přeměny BAINITICKÁ PŘEMĚNA Bainit = nelamelární feriticko-karbidická směs 26 Obr.: Schéma tvorby bainitu ve středně uhlíkové oceli: a) vznik horního bainitu, b) vznik dolního bainitu; α – bainitický ferit; γ austenit; K – karbid ε, popř. cementit. 26 Fázové přeměny MARTENZITICKÁ PŘEMĚNA Bezdifúzní přeměna! Přesycený tuhý roztok uhlíku v Fea Při velmi rychlém ochlazení na nízké teploty je difúze C z mřížky Austenitu potlačena. Není dostatek času a C zůstává uzavřen v mřížce Fea (deformace mřížky a velké vnitřní pnutí) 27 27 Rozpad austenitu 28 čas A B A’ B’ O °C A1 IRA ARA A austenit + perlit perlit °C Ac1 austenit čas (log. stupnice) O I II III IV V VI B 28 Izotermický rozpad austenitu Ps = Perlit start Pf = Perlit finish Bf = Bainit start Bs = Bainit finish Ms = Martenzit start Mf = Martenzit finish!! Cs = Cementit start Cf = Cementit finish Fs = Ferit start Ff = Ferit finish 29 29 Podeutektoidní ocel 30 A1 A3 Acm A3 A1 30 Nadeutektoidní ocel 31 A1 A3 Acm Acm A1 31 Použitá literatura http://ljinfo.blogspot.cz/ 32 33 Děkuji za pozornost

Recommended

View more >