Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 Fémtan, anyagvizsgálat II. LGB_AJ025 2 Vas- karbon ötvözetrendszer.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 Fémtan, anyagvizsgálat II. LGB_AJ025 2 Vas- karbon ötvözetrendszer."— Előadás másolata:

1

2 1 Fémtan, anyagvizsgálat II. LGB_AJ025

3 2 Vas- karbon ötvözetrendszer

4 3 Vas- Karbon diagram

5 4 Heyn - Charpy féle ikerdiagram A két diagram közül természetesen csak az egyik felelhet meg az egyensúlyi állapotnak! Melyik a stabil? már 700 C  felett megfigyelhető a Fe 3 C felbomlása Fe 3 C  3 Fe + C a grafitos (szaggatott) vonalak a magasabb hőmérsékleteken haladnak.

6 5 Tehát A vas-grafit (Fe - C) rendszer a stabil Az Fe - Fe 3 C rendszer a metastabil

7 6 A vasötvözetek csoportosítása töretük alapján – a grafitos ötvözetek, mindig a kis szilárdságú grafit mentén törnek, így töretük a grafit hatására szürke. –A vaskarbidot tartalmazó ötvözetek töret fémes, tehát fehér.

8 7 A Fe-Fe 3 C ötvözetek diagramja A karbidos rendszer esetében olyan egyensúlyi diagramról van szó, ahol az egyik komponens a szín vas, a másik pedig a vaskarbid. A diagram koncentráció egyenesén megállapodás szerint a C %-át tüntetjük fel. A rendszer első függőlegese a szín vas lehűlési görbéjének pontjait mutatja, és a diagramot a Fe 3 C függőlegeséig ábrázoljuk.

9 8 Színvas hevítési és lehűlési görbéje (allotróp átalakulás van )....

10 9 Fe-Fe 3 C ötvözetek diagramja

11 10 Vasötvözetek kristályosodásának vizsgálata Fe-Fe 3 C rendszer

12 11 Fe-Fe 3 C egyensúlyi diagram Kristályosodás az AB likvidusz szerint A vas dermedése 1536 C  -on az A pontban történik. A két alkotós ötvözetben, ha az egyik alkotó oldja a másikat, és szilárd oldat keletkezik, a dermedés a hőmérséklet változása közben történik. A vas térközepes köbös  fázisában oldott C a  szilárd oldat. Kristályosodásának kezdetét jelzi az AB likvidusz, végét az AH szolidusz.

13 12 Fe-Fe 3 C egyensúlyi diagram Kristályosodás az BC likvidusz szerint 1392 C  alatt, egészen 4,3 % C-ig a kristályosodás a BC likvidusz és a JE szolidusz szerint  szilárd oldat formájában történik. Ezt a szilárd oldatot Robert Austenről, ausztenitnek nevezik.

14 13 Ausztenit Az ausztenit - interszticiós szilárd oldat (A lapközepes köbös rácsú  Fe-ban oldott C) Korlátozottan oldja a karbont, maximális C oldó képessége 2,06% (1147 C°-on, minimális 0,8% (723 C°-on)

15 14 Fe-Fe 3 C egyensúlyi diagram Kristályosodás az CD likvidusz szerint A nagy C tartalmú ötvözetek kristályosodása Fe 3 C kristályosodásával (szövetelemi neve cementit) kezdődik a CD likvidusz és a DF szolidusz szerint.

16 15 Fe-Fe 3 C egyensúlyi diagram Eutektikum kristályosodása A C pontban metszi egymást a két likvidusz, tehát eutektikus kristályosodás jön létre. Az eutektikum 1147 C  (ECF vonal) képződik: olvadék C(4,3%)  E(2,06%) + Fe 3 C (6,67%) Az eutektikum neve Ledebur angol tudós nyomán ledeburit

17 16 Ledeburit 1147 C°-on képződik 4,3 %C olvadékból. Fázisai : ausztenit és vaskarbid. Az ausztenit szekunder cemenetit kiválás után perlitté alakul Kemény, rideg, kopásálló Az ausztenitből képződött perlit vaskarbid

18 17 Fe-Fe 3 C egyensúlyi diagram Peritektikus reakció A vas rácsszerkezete 1392 C  -on megváltozik a t.k.k.-ből l.k.k. megy át. A    allotróp átalakulás a szilárd oldatban is végbemegy. Sz=1. Az allotróp átalakulás kezdő görbéje az NH, befejező görbéje az NJ. A H pontban két görbe metszi egymást. A  kristályosodásának végét jelző szolidusz (AH), és az allotróp átalakulás kezdetét jelző (NH) görbe.

19 18 Fe-Fe 3 C egyensúlyi diagram Peritektikus reakció Ebben a pontban (H) az F = 3 (olvadék, térközepes köbös  és a lapközepes köbös  ). A Gibbs féle fázisszabály szerint F = 3 esetén a szabadsági fokok száma Sz = 0, a folyamatnak állandó hőmérsékleten kell végbemenni.

20 19 Fe-Fe 3 C egyensúlyi diagram Peritektikus reakció A folyamatot peritektikus folyamatnak nevezzük: és 1493 C  -on játszódik le.  H + olvadék B =  J

21 20 Fe-Fe 3 C egyensúlyi diagram Szilárd állapotban végbemenő átalakulások Allotróp átalakulás a lapközepes köbös  ausztenit a szín vas A 3 pontjából kiinduló GS kezdő és GP befejező görbék által meghatározott hőmérséklet közben térközepes köbös  szilárdoldattá, szövetelemi nevén ferritté alakul

22 21 Fe-Fe 3 C egyensúlyi diagram Szilárd állapotban végbemenő átalakulások A ferrit  szilárd oldat, térközepes köbös rácsú  -Fe-ban intersztíciósan oldott C. Maximális C oldóképessége 723 C°- on 0,025 % (P pont) minimális szobahőmérsékleten 0,006 % (Q pont)

23 22 Fe-Fe 3 C egyensúlyi diagram Szilárd állapotban végbemenő átalakulások Az ausztenit - interszticiós szilárd oldat - korlátozottan oldja a karbont, maximális C oldó képessége 2,06% (E). Az ausztenit korlátozott karbonoldóképességének vonala az SE, az oldhatatlanná váló C e vonal mentén Fe 3 C II formájában válik ki.

24 23 Fe-Fe 3 C egyensúlyi diagram Szilárd állapotban végbemenő átalakulások A szegregációvall, diffúzióval kiváló Fe 3 C II az ausztenit krisztallitohatárok találkozási pontjában illetve a krisztallithatáron jelenik meg, mert itt nagyobb a diffúzió sebessége.

25 24 Eutektoidos folyamat Az S pontban metszi egymást az allotróp átalakulás kezdő(GS) és a korlátozott oldóképesség (ES) vonala. F =3, ezek a l.k.k. rácsú , a keletkező t.k.k. rácsú  és a Fe 3 C. Mint tudjuk F = 3 esetén Sz = 0, tehát a folyamatnak állandó hőmérsékleten kell lejátszódni.

26 25 Eutektoidos folyamat Az eutektoidos folyamat 723 C  -on a PSK vonal- on játszódik le az alábbi módon:  S(0,8%)   P(0,025%) + Fe 3 C A keletkező kétfázisú szövetelemet, eutektoidot perlitnek nevezzük.

27 26 Perlit A keletkező perlit kétfázisú szövetelem, eutektoid 723 C°-on képződik  S(0,8%)   P(0,025%) + Fe 3 C

28 27 Fe-Fe 3 C egyensúlyi diagram Szilárd állapotban végbemenő átalakulások Az allotróp átalakulással képződő t.k.k. rácsú  szilárd oldat is korlátozottan oldja a karbont. A korlátozott oldékonyság vonala a PQ, ami az oldhatatlanná váló C -nak Fe 3 C III, formában való kiválását mutatja. A Fe 3 C III olyan kis mennyiségű, hogy általában elhanyagoljuk.

29 28 Fe-Fe 3 C egyensúlyi fázisai  olvadék   szilárd oldat, ferrit (  térközepes köbös vasnak és a karbonnak intersztíciós szilárdoldata). Maximális C oldóképessége 723 C  -on 0,025% (P pont), minimális C oldóképessége 20 C  -on 0,006 % (Q pont).   szilárd oldat (  térközepes köbös vasnak és a karbonnak intersztíciós szilárdoldata). Maximális C oldóképessége 1493 C  -on 0,1 % (H pont)   szilárd oldat, ausztenit (  lapközepes köbös vasnak és a karbonnak intersztíciós szilárdoldata). Maximális C oldóképessége 1147 C  -on 2,06 % (E pont), minimális C oldóképessége 723 C  -on 0,8 % (S pont).  Fe 3 C vaskarbid, vagy cementit, a vas és a karbon intersztíciós vegyülete.

30 29 Fe-Fe 3 C rendszer szövetelemei Az Fe-Fe 3 C rendszerben egy és kétfázisú szövetelemeket különböztethetünk meg. Ezek:  egyfázisú, homogén szövetelemek :   szilárd oldat, ferrit   szilárd oldat, ausztenit  Fe 3 C vaskarbid, vagy cementit

31 30 Fe-Fe 3 C rendszer szövetelemei kétfázisú, heterogén szövetelemek :  ledeburit, eutektikum C  -on képződik 4,3 % C olvadékból. Fázisai a képződés hőmérsékletén  és Fe 3 C.  perlit, eutektoid. 723 C  -on képződik, 0,8 % C  -ból. Fázisai:  és Fe 3 C.

32 31 A vasötvözeteket a diagram alapján csoportosíthatjuk 2,06% karbon tartalomig acélokról, az annál nagyobb karbon tartalom esetén nyersvasakról, vagy öntöttvasakról beszélünk. Az ötvözeteket tovább az eutektikus és az eutektoidos ponthoz képesti helyzetük szerint osztályozzuk. A C 0,8 %g hipereutektoidos acélok, C 4,3 % hipereutektikus öntöttvasaknak

33 32 Az acélok egyensúlyi állapotának vizsgálata az Fe- Fe 3 C egyensúlyi diagram alapján

34 33 Hipoeutektoidos acélok kristályosodása 1

35 34 Hipoeutektoidos acélok kristályosodása 2

36 35 Hipoeutektoidos acélok szilárd állapotban történő átalakulása

37 36 Hipoeutektoidos acélok kristályosodása és átalakulása (folyékony állapottól szobahőmérsékletig)

38 37 A hipoeutektoidos acélok szövetszerkezete szobahőmérsékleten

39 38 0,15 % C Szövetszerkezet: ferrit + perlit N 200x Marószer: nitál (alkoholos salétromsav) ferrit perlit

40 39 0,25 % C Szövetszerkezet: ferrit + perlit N 200x Marószer: nitál ferrit perlit

41 40 0,35 % C Szövetszerkezet: ferrit + perlit N 200x ferrit perlit

42 41 0,45 % C Szövetszerkezet: ferrit + perlit N 200x N 500x ferrit perlit

43 42 0,60 % C Szövetszerkezet: ferrit + perlit N 200x N 500x ferrit perlit

44 43 A C tartalom hatása a szövetszerkezetre A C tartalom növekedésével csökken a ferrit és nő a perlit mennyisége

45 44 Hipereutektoidos acélok kristályosodása és átalakulása pl. 1 % C

46 45 Hipereutektoidos acél C  1,3 % Szövetszerkezet perlit+ szekunder cementit N 250 x Marószer: Nitál perlit Szekunder cementit (hálós)

47 46 A fázisok és szövetelemek mennyiségének meghatározása szobahőmérsékleten A fázisok mennyiségének meghatározása

48 47 A fázisok mennyiségének meghatározása. az emelőszabály segítségével történik. A kiválasztott ötvözet pl. 0,3 %C Szobahőmérsékleten:  és Fe 3 C fázisokból áll. A konódát szobahőmérsékletre húzzuk be. Két végpontja :  0,006 % és Fe 3 C 6,67 % Az emelő alátámasztási pontja az ötvözetjelző vonal, jelen esetben 0,3 % C

49 48 A fázisok mennyiségének meghatározása 0,3 % C ötvözet 20 C°-on

50 49 A fázisok mennyiségének meghatározása 1,0 % C ötvözet 20 C°-on

51 50 A fázisok mennyiségének meghatározása Mivel a két fázis együtt 100 %, ezért az egyik fázis ismeretében a másik a  vagy Fe 3 C = összefüggéssel meghatározható

52 51 A fázisok és szövetelemek mennyiségének meghatározása szobahőmérsékleten A szövetelemek mennyiségének meghatározása

53 52 A fázisok és szövetelemek mennyiségének meghatározása szobahőmérsékleten A szövetelemek mennyiségének meghatározása Hipoeutektoidos acélok

54 53 Hipoeutektoidos acélok szilárd állapotban történő átalakulása A szövetelemek szobahőmérsékleten ferrit és perlit a tercier cementit elhanyagolható!

55 54 A szövetelemek mennyiségének meghatározása A szövetelemek mennyiségének meghatározásánál a tercier cementit mennyiségét elhanyagoljuk, ezért az emelő a PS vonal A 1 hőmérséklet fölé  T hőmérséklettel rajzolható. A konóda két végpontja:  0,8% és  0,025%. Az itt található  0,8% eutektoidos összetételű ausztenit alakul át perlitté, tehát mennyisége a perlit mennyiségével egyenlő.

56 55 A szövetelemek mennyiségének meghatározása 0,3 % C ötvözet 20 C°-on

57 56 A szövetelemek mennyiségének meghatározása 1,0 % C ötvözet 20 C°-on

58 57 A szövetelemek mennyiségének meghatározása de az egyik szövetelem ismeretében a másik a  vagy perlit = szekunder cementit vagy perlit összefüggéssel meghatározható

59 58 A fázisok és a szövetelemek mennyiségén ek meghatározá sa szerkesztéss el

60 59 Vasötvözetek egyensúlyi szövetszerkezetének vizsgálata Öntöttvasak Fe-Fe 3 C rendszer

61 60 Fe-Fe 3 C rendszer A karbidos rendszer szerint kristályosodó öntöttvasakat önálló szerkezeti anyagként nem használják, mivel nagyon kemények, nem alakíthatóak, a megmunkálásuk is nehézségeket okoz. A karbidos rendszer szerinti kristályosodás elsősorban azokra az ötvözetekre jellemző, amelyeket a továbbiakban az acélgyártás alapanyagaként használnak.

62 61 Hipoeutektikus öntöttvas kristályosodása és átalakulása Fe - Fe 3 C rendszer

63 62 Hipoeutektikus öntöttvas kristályosodása és átalakulása pl. 3 %C

64 63 Hipoeutektikus öntöttvas kristályosodása és átalakulása

65 64 Hipoeutektikus öntöttvas Szövetszerkezet: perlit + ledeburit + szekunder cementit ledeburit perlit

66 65 Hipereutektikus öntöttvas N 50 xN 300x Primer cementit ledeburit

67 66 Vas - Grafit diagram

68 67 Vas - grafit egyensúlyi diagram Eutektikum kristályosodása 2 Az eutektikus reakció 1153 C  -on: olvadék C (4,25%)   E + C(grafit). A szövetelem neve grafitos eutektikum

69 68 Hipoeutektikus öntöttvas kristályosodása és átalakulása

70 69 Vas - grafit egyensúlyi diagram Eutektoidos folyamat Az ausztenit átalakulása a grafitos rendszer szerint is végbemegy, mégpedig 738 C  -on a PSK vonalon.  S   P(0,025%) + grafit

71 70 Hipoeutektikus öntöttvas A hipoeutektoidos öntöttvasak szövetszerkezete szobahőmérsékleten grafitos eutektikum, szekunder grafit és grafitos eutektoid. Mikroszkópon megfigyelve csak grafitot és ferritet látunk grafit ferrit

72 71 Grafitos öntöttvasak tulajdonságai A grafitos rendszer szerint kristályosodó ötvözetek  kiváló rezgés csillapítók,  jó siklási tulajdonságaik vannak  jól önthetők  jól forgácsolhatók, ezért gyakori a szerkezeti anyagként való alkalmazásuk.

73 72 Grafitos rendszer 1 A stabil rendszer szerinti grafitos kristályosodás azonban a gyakorlatban csak akkor következik be, ha az ötvözetet nagyon lassan hűtjük, vagy az elegendőn sok Si-t tartalmaz.

74 73 Grafitos rendszer 2 Kisebb Si, vagy gyorsabb hűtés esetén az ötvözet a karbidos rendszer szerint kristályosodik és kemény, rideg lesz ledeburit perlit

75 74 Grafitos rendszer 3 Gyakori az, hogy az ötvözet a grafitos rendszer szerint kristályosodik, de a karbidos rendszer szerint alakul át, így szövetszerkezete szobahőmérsékleten grafit és perlit grafit perlit

76 75 Öntöttvas diagramok Maurer diagram

77 76 Öntöttvas diagramok Greiner - Klingenstein diagram

78 77 Gyakorlati öntöttvasak

79 78 Lemezgrafitos öntöttvas 250 (Öv 250) Maratlan N 100x Marószer: Nitál N 250x Grafit lemez perlit

80 79 Gömbgrafitos öntöttvas Ferrites Ferrit - perlites Grafit perlit ferrit


Letölteni ppt "1 Fémtan, anyagvizsgálat II. LGB_AJ025 2 Vas- karbon ötvözetrendszer."

Hasonló előadás


Google Hirdetések