4. Класифікація сплавів. Залізо та його сплави

Сталь та чавун - основні матеріали в машинобудуванні. Вони становлять 95% всіх використовуваних у техніці сплавів.

Сталь - це сплав заліза з вуглецем та іншими елементами, що містить до 2,14% вуглецю.Вуглець - найважливіша домішка сталі. Від його змісту залежать міцність, твердість та пластичність сталі. Крім заліза та вуглецю, до складу сталі входять кремній, марганець, сірка та фосфор. Ці домішки потрапляють у сталь у процесі виплавки та є її неминучими супутниками.

Чугун - сплав на залізній основі. Відмінність чавуну від сталі полягає у вищому вмісті у ньому вуглецю – понад 2,14 %. Найбільшого поширення набули чавуни, що містять 3–3,5 % вуглецю. До складу чавунів входять ті ж домішки, що й у сталі, тобто кремній, марганець, сірка та фосфор. Чавуни, у яких весь вуглець знаходиться в хімічному з'єднанні із залізом, називають білими (на вигляд зламу), а чавуни, весь вуглець яких або більша його частина представляє графіт, отримали назву сірих. У білих чавунах є ще одна структурна складова – ледебурит. Це евтектика, тобто рівномірна механічна суміш зерен аустеніту і цементиту, що у процесі кристалізації, у ній 4,3 % вуглецю. Ледебурит утворюється за температури +1147 °C.

Ферит – твердий розчин невеликої кількості вуглецю (до 0,04 %) та інших домішок? - Залізі. Фактично це чисте залізо.Цементит – хімічна сполука заліза з вуглецем – карбід заліза.

Перліт – рівномірна механічна суміш у сплаві фериту та цементиту. Таку назву ця суміш набула тому, що шліф при її травленні має перламутровий відтінок. Так як перліт утворюється в результаті процесіввторинної кристалізації, його називають евтектоїдом. Він утворюється за температури +727 °C. У ньому міститься 0,8% вуглецю.

Перліт має два різновиди. Якщо цементит у ньому розташований у вигляді пластинок, його називають пластинчастим, якщо цементит розташований у вигляді зерен, перліт називають зернистим. Під мікроскопом пластинки цементиту здаються блискучими, тому що мають велику твердість, добре поліруються і при травленні кислотами роз'їдаються менше, ніж пластинки м'якого фериту.

Якщо залізовуглецеві сплави нагріти до певних температур, чи відбудеться алотропічне перетворення? -Заліза в? -залізо і утворюється структурна складова, яка називається аустенітом.

Аустеніт являє собою твердий розчин вуглецю (до 2,14%) та інших домішок ? -Залізі. Здатність вуглецю

розчинятися в залозі неоднакова за різних температур. При температурі +727 °C? - Залізо може розчиняти не більше 0,8% вуглецю. При цій же температурі відбувається розпад аустеніту з утворенням перліту. Аустеніт – м'яка структурна складова. Він відрізняється великою пластичністю, не має магнітних властивостей.

При вивченні структурних складових залізовуглецевих сплавів встановлено, що вони за кімнатної температури завжди складаються з двох структурних елементів: м'якого пластичного фериту і твердого цементиту, що зміцнює сплав.