Ферриты свойства и применение

Феррит твердый раствор внедрения углерода и других элементов в α-железе

Феррит твердый раствор внедрения углерода и других элементов в α-железе

В отличие от фазового компонента, структурный компонент представляет собой однородную или квазиоднородную часть системы, состоящую из 1 или более фаз, и в силу особенностей механизма ее образования имеет одинаковый усредненный химический состав и регулярную структуру по всему объему этого компонента.

  • К фазовым компонентам системы железо-углерод относятся жидкий раствор (L), твердый раствор: феррит (α), аустенит (γ), горячий феррит (δ), цементит и графит (G).

Жидкий раствор на основе железа и углерода представляет собой раствор углерода в расплаве iron. At при гораздо более высокой температуре, чем Ликвидус (в основном при температурах выше 1700°C), жидкость представляет собой статистически неравномерный раствор со статистически плотной упаковкой.

Железо-серебристо-белый металл. В настоящее время имеющееся чистое железо содержит 99,999% железа и 99,8-99,9% железа.

Температура плавления железа составляет 1539°С.

Железо известно для 2 полиморфных модификаций α и γ. Альфа-железо существует при температурах ниже 910°C и выше 1392 ° C(Рис. 1). В диапазоне температур 1392-1539°C α-железо часто называют δ-железом.

Сталь ферритного класса: особенности, характеристики, применение

Для металлов ферритного класса характерны: пластичность, устойчивость к коррозии, продолжительность эксплуатации. Благодаря этим свойствам популярность продукции постоянно растет, что предопределило ее распространение в различных сферах. В металлургии периодически появляются новые виды ферритных металлов, которые хорошо зарекомендовали себя в суровых условиях.

Нержавеющий прокат

Сталь ферритного класса

К ферритному классу относятся некоторые виды углеродистых и низколегированных сталей. В состав сплава включаются хром, ванадий, молибден, кремний, прочие химические элементы. За счет защитного слоя хрома продукции придается устойчивость к агрессивным кислотно-щелочным средам.

Ферритные стали имеют кристаллическую структуру. Основным компонентом является кубическая ячейка, в центре которой расположен атом. Зерновой тип структуры актуален для альфа-железа и становится незаменимым условием придания ферритной стали магнитных свойств.

Структура феррита

кристаллическая решетка α-железа представляет собой объемно-центрированный куб с циклом решетки 0,28606 Нм. При температуре 768°с α-железо является магнитным (ферромагнетизм).Критическая точка (768°С), соответствующая магнитному преобразованию, то есть переходу из ферромагнитного состояния в парамагнитное, называется точкой Кюри и обозначается символом A2.

Критические точки α-γ превращения при 910°с (Рис.1) представлены соответственно Ac3 (при нагревании) и Ar3 (при охлаждении). Критические точки α-γ превращения железа при 1392 ° С называются Ac4 (при нагревании) и Ar4 (при охлаждении).

кристаллическая решетка γ-железа представляет собой граневой куб с периодом 910 Нм при температуре 0,3645°С. плотность железа выше, чем у железа, 8,0-8,1 г / см3. при преобразовании α-γ происходит сжатие. Эффект объемного сжатия составляет около 1%.

Углерод полиморфен. В нормальных условиях это форма модификации графита, но она также может присутствовать в виде квазистабильной модификации алмаза.

Углерод растворим в железе в жидком и твердом состоянии, он может быть в виде химических соединений-цементита, а также в виде высокоуглеродистых сплавов и графита.

Свойства и преимущества ферритных сталей

Несмотря на то, что ферритный класс стали не обладает высокой прочностью, благодаря термообработке достигаются уникальные физико-химические показатели, которые не присущи другим видам металла. Наличие в составе легирующих компонентов делает такую продукцию невосприимчивой к коррозии на протяжении десятилетий. Незначительное содержание хрома, магния, прочих добавок снижает стоимость проката, поэтому по цене изделия выходят намного ниже конкурирующих товаров.

Среди преимуществ ферритной стали стоит отметить:

•длительный срок службы (от 10 лет);

•сенсибилизацию только при термическом режиме свыше 925°С.

После приобретения антикоррозийных свойств, феррит по прочностным характеристикам мало в чем уступает обычной стали. Даже если ржавчина и возникает на таких изделиях, то она имеет очаговую специфику, а окисление металла связано с повреждением защитного покрытия.

Структура ферритной стали

Растворимость

В то же время следующие структурные компоненты образуют сплавы: феррит, аустенит, цементит, перлит и редебилит.

Феррит представляет собой твердый раствор углерода и других примесей в α-железе.
Потому что растворимость углерода в железе очень мала(0,006… 0.03%), это почти чистое железо. Феррит устойчив к температуре 911°с, твердость и прочность очень низкие, но благодаря своей высокой пластичности он достаточно деформируется в холодных условиях(штамповка, валок, растяжение).Чем больше феррит из железоуглеродистых сплавов, тем выше пластичность сплава.

  • Аустенит представляет собой твердый раствор углерода и других примесей, содержащихся в γ-железе. конечная растворимость углерода в Y-железе составляет 2,14%.Конечная растворимость углерода в железе составляет 2,14%.Особенностью аустенита является то, что он может существовать в железоуглеродистых сплавах только при высоких температурах(1539-727°с).Пластичность аустенита сравнима с ферритом, но твердость превышает его примерно в 2 раза.

Цементит представляет собой соединение железа и карбида-карбид железа Fe3C. цементит содержит 6,67% углерода. Цементит имеет сложную ромбическую решетку, в которой атомы плотно упакованы. Температура плавления цементита составляет около 1600°С. содержание углерода в цементите составляет 6,67%, что делает его самым твердым и хрупким структурным компонентом железоуглеродистого сплава. Цементит обладает высокой твердостью и не является пластичным. Чем больше цементита в железоуглеродистом сплаве, тем он тверже и тем более хрупким он будет.

Перлит представляет собой механическую смесь феррита и цементита, которая подразделяется на пластинки и гранулярность в зависимости от формы кристалла цементита и выглядит как небольшое зерно, пластинчатое или круглое.

  • Эта смесь похожа на эвтектику, но в отличие от эвтектики, она называется эвтектоидной, потому что образовалась при разложении твердого раствора, а не при кристаллизации.

Кривые нагрева и охлаждения

Красный Бритт представляет собой эвтектическую смесь аустенита и цементита. Температура образования редебрита составляет 1147°C. Он может существовать до температуры 727 ° С, и если он падает ниже этой температуры, аустенит разлагается на перлит и цементит.

Структура феррита представляет собой относительно высокоугольный многогранный Кристалл, разделенный тонкой высокоугольной границей. Структура феррита обычно выявляется при его травлении в растворе азотной кислоты.

Феррит твердый раствор внедрения углерода и других элементов в α-железе

Ферриты до температуры точки Кюри (770°C) очень ферромагнитны и проводят тепло и ток well. In в равновесном состоянии феррит является пластичным (относительное удлинение около 40%), с низкой прочностью и твердостью (HB = 65-130, в зависимости от размера частиц).

Феррит может принимать форму различных структурных состояний в структуре железоуглеродистых сплавов в зависимости от характера протекающего фазового превращения.

Феррит (Ф) как основа структуры сплава.

  • Феррит как 2-я (избыточная) фаза расположен вдоль границы колонии перлита. Форма отдельных включений изометрической или игольчатой формы. Феррит, фазовый компонент другого структурного компонента-перлит или феррит-графитовое соосаждение

Сфера применения

Ферритная нержавеющая сталь – востребованный материал, используемый в многочисленных отраслях деятельности человека. Марка 430 часто встречается в конструкции бытовых приборов, например, барабанах стиральных машин, нагревательных элементах, кухонных раковинах. Из такой стали также изготавливают столовые приборы и дверные ручки. Марка 409/410 L относится к сравнительно недорогим материалам, в результате чего такой металл применяют производители автомобилей. Сталь входит в состав элементов выхлопной системы и кузова транспортных средств.

Марки 434, 436, 444 используются в различных промышленных конструкциях. Речь идет, например, о резервуарах для горячей жидкости, солнечных нагревателях, теплообменниках. Иногда этот класс стали применяется в элементах микроволновой печи, электронных схемах, ЖКИ экранах. Что касается ферритной стали марок 446, 445, 447, то она задействуется при судостроении или производстве изделий специального назначения, подверженных сильной коррозии.

Ферритный класс стали представляет собой углеродистый и низколегированный материал, который отлично зарекомендовал себя при эксплуатации в агрессивных кислотно-щелочных средах. Изделия из этого металла обладают многочисленными преимуществами, что предопределило их популярность. Они используются в различных отраслях деятельности человека, в том числе в бытовой и промышленной сфере.

Кристаллическая решетка

При температурах выше критической точки A4 модификация высокотемпературного δ-феррита стабильна и имеет объемно-центрированную кубическую решетку, аналогичную решетке низкотемпературного α-феррита, но при больших параметрах δ-феррит является парамагнитным.

Реферат на тему На заказ Образец и пример
Феррит твердый раствор внедрения углерода и других элементов в α-железе Содержание углерода в феррите очень мало, оно составляет до 727% при температуре 0,02°С. Благодаря такому низкому содержанию углерода свойства феррита совпадают со свойствами железа (низкая твердость и высокая пластичность).

Аустенит представляет собой твердый раствор углерода в γ-железе. Аустенитная решетка представляет собой гранецентрированный куб (fcc).Атом углерода находится в пустотах большой октаэдрической решетки.

Помощь студентам в учёбеlfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmallfirmal

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий