Витражные изделия в технике "Тиффани" являются прекрасным украшением квартиры. Можно ли их сделать самому? Да, конечно!
узнать подробности >>
Камин - украшение загородного дома, печь-каменка - основа русской бани. Можно ли их построить самому? Что для этого нужно? Читаем!
узнать подробности >>
Хотите превратить свой дачный участок в неповторимый уголок отдыха? Тогда воспользуйтесь нашими советами!
узнать подробности >>
Часто возникает ситуация, когда вы купили домой новую красивую люстру, а электрик на вызовы не приходит или просто в отпуске, а ждать вы не хотите. Как поступить? Если соблюдать все меры предосторожности, то повесить люстру можно и самому!
прочитать полностью >>
Если вам знакомо такое понятие, как стяжка, то вы наверняка разбираетесь и в том, что такое сухая бетонная смесь, ибо эти два понятия традиционно идут в одной строительной упряжке. Не будем замалчивать о недостатках...
прочитать полностью >>
Неправильно рассчитанная нами стратегия поиска радиатора отопления может привести только к одному: разочарованию. Радиатор в итоге будет выбран далеко не тот, что нам требуется, и он не преминет доказать нам не раз на практике то, что мы – довольно никчемные теоретики.
прочитать полностью >>
Малярные кисти могут быть различной формы, имеют разный тип щетины и изготовлены из разнообразного материала. Различия кистей по форме и остальным параметрам далеко не случайны. Каждый тип кистей предназначается для проведения определенного типа малярных работ...
прочитать полностью >>
Каждый вид обоев, по сути, приверженец и защитник своего особого стиля. Кожаные обои – сторонник стилистики, которую иначе, как настенный престиж и шик, не назовешь. Недаром у истоков «моделирования» кожаных обоев стоят не кто иные, как всем известные, пусть даже понаслышке, несгибаемые крестоносцы.
прочитать полностью >>
Облицовка кафельной плиткой – самый практичный и удобный способ оформления интерьера ванных комнат, а также рабочих поверхностей кухонь. Современный дизайн кафельной плитки позволяет выбрать свой стиль: классический или кантри, хай-тек или под старину...
прочитать полностью >>
Лаки всякие нужны, лаки всякие важны. Но основное правило выбора лака забывать не следует: сначала тщательно знакомимся с характеристиками данного лака, а затем уже приступаем непосредственно к лакированию...
прочитать полностью >>
Керамическая плитка не просто модный декоративный материал - это долговечность красоты в сочетании с гигиеничностью многих помещений, например, кухни, прихожей, коридора, ванной комнаты, холла...
прочитать полностью >>

Главная >> Литература по ремонту и строительству >>

ИЗМЕНЕНИЯ СТРОЕНИЯ УГЛЕРОДИСТОГО ЖЕЛЕЗА ПРИ ИЗМЕНЕНИЯХ ТЕМПЕРАТУРЫ


1. Физические явления, наблюдаемые у металлических сплавов, по существу сходны с наблюдаемыми, напр., у водных или иных растворов каких-либо веществ; разница только в том, что у металлических сплавов явления эти наблюдаются большей частью при более высоких температурах, чем у водных растворов.
Одно из этих явлений, всем известное, состоит в том, что при застывании жидкого вещества — при переходе его из жидкого состояния в твердое, замечается выделение тепла, обнаруживающееся в том, что температура во все время этого перехода или остается постоянной, несмотря на продолжающееся охлаждение снаружи, или понижается заметно медленнее, чем до этого перехода и после него. Так, если мы начнем охлаждать чистую воду, начиная, положим, oт + 20, то температура ее будет сначала понижаться, затем термометр остановится на нуле и дальнейшее понижение его возобновится только тогда, когда вся вода обратится в лед. Графически это можно представить при помощи системы координат, где абсциссы будут изображать (в произвольном масштабе) время, а ординаты — наблюдаемые градусы термометра. Температурная остановка выразится в виде горизонтальной площадки на кривой, соединяющей полученные точки. Совершенно сходную кривую мы получим при застывании, напр., расплавленного цинка. Если данное вещество может обнаруживать свойства т. наз. переохлаждения, то вместо горизонтальной площадки мы получим площадку изогнутую выпуклостью вниз, так как жидкость сперва переохладится ниже истинной точки своего замерзания, а затем, как только начнется процесс замерзания, температура поднимется; дальше же остывание твердого тела пойдет опять непрерывно. Такое явление наблюдается у олова (истинная точка застывания его 231°, а вначале оно остается жидким до 228°, еще сильнее — у сурьмы.
При нагревании все описанные явления могут происходить в обратном порядке. Таким образом, оставляя в стороне вызываемое переохлаждением усложнение явления, мы можем сказать, что в рассмотренных случаях мы имеем одну температурную остановку; это характерное свойство чистых веществ — переходить из жидкого состояния в твердое (или обратно) при определенной температуре (критическая точка).
2. Если же мы будем охлаждать не чистое вещество, а раствор (или сплав), то получим уже не одну точку замерзания: последнее начнется при одной температуре, кончится же при другой. Так напр., если взять водный раствор поваренной соли, вообще замерзающий труднее чистой воды, то первая остановка при начале выделения чистого, не содержащего соли льда, в данном примере при —7°, а вторая при окончательном замерзании остающегося, все более и более крепкого соляного раствора, при — 22°.
Ранее полагали, что раствор поваренной соли, застывающий при нижней критической точке, образует совершенно однородное тело (криогидрат); ближайшее изучение (Гутри, 1876 г.) показало, однако, что в действительности тут происходит, в момент замерзания, распадение раствора и застывшая масса представляет смесь весьма равномерно распределенных, мельчайших кристалликов льда и соли. Такое строение массы называется эвтектическим (или, сокращенно — эвтектикой), а точка, отвечающая низшей точке замерзания (или плавления) соляных растворов — эвтектической точкой.
Аналогичные диаграммы получаются, напр., при определении точек начала и конца плавления (или застывания) сплавов свинца с оловом, серебра с медью, и некоторых других.
Следовательно, для всех случаев, когда не происходит образование твердого раствора — иначе говоря, когда жидкий раствор двух веществ друг в друге распадается в момент застывания, мы имеем один и тот же тип диаграммы, состоящей из двух кривых, сходящихся в наиболее пониженной (эвтектической) точке, и проходящую через эвтектическую точку прямую, параллельную оси абсцисс. Каждая точка в пределах диаграммы отвечает некоторому составу сплава, рассматриваемому при некоторой температуре, и нахождение этой точки в той или иной области диаграммы показывает нам — в каком состоянии будет находиться этот сплав при этой температуре.
5. Железо, продолжая охлаждаться после своего застывания из жидкого состояния в твердое, переходит еще через несколько критических точек, обнаруживаемых не только замечаемым в эти моменты выделением тепла, но также изменениями электропроводности и способности намагничиваться. Чистое (электролитическое) железо после своего застывания имеет две таких точки; сталь с умеренным содержанием углерода имеет три критических точки, а сильно углеродистая сталь — опять только две точки; некоторые из этих точек наблюдаются при одних и тех же температурах, другая — при различных. Существование таких критических точек объясняется изменениями строения, происходящими в уже затвердевшем металле.
Теоретически рассуждая, точки эти при нагревании и при охлаждении должны были бы наблюдаться при одних и тех же температурах; однако, в подобных случаях явление несколько запаздывает и температуры появления критических точек при нагревании всегда несколько выше, чем при охлаждении; эта разница называется гистерезис. Разница эта, однако, невелика и тем меньше, чем медленнее происходит охлаждение или нагревание; истинную температуру критической точки следует считать лежащей между наблюдаемыми при охлаждении и нагревании.
6. Изменения структуры, происходящие в описанных точках, изучаются при помощи микроскопа, наблюдая шлифованную поверхность металла. Сохранить до обыкновенной температуры структуру, свойственную металлу при данной высокой температуре, более или менее удается путем очень быстрого охлаждения (закалки) благодаря тому, что процессы структурных изменений совершаются не мгновенно, а требуют известного времени; если образец небольшой, то его теплоемкость невелика и охлаждение при закалке совершается быстрее, чем перемена структуры, которую таким образом удается фиксировать. Как увидим далее, присутствие в сплаве других металлов — Mn, Cr, Ni и проч., замедляет структурные изменения и даже позволяет получать без помощи закалки структуру, свойственную чистому углеродистому железу лишь при высоких температурах.
Кажущаяся простому глазу совершенно гладкой, поверхность шлифа под микроскопом оказывается неровной: более мягкие части сошлифовались сильнее твердых, которые таким образом возвышаются над первыми и, при боковом освещении, отбрасывают на них тень, вследствие чего более мягкие, углубленные части шлифа представляются в поле зрения при боковом освещении темными, а твердые — светлыми; кроме того, различные структурные части металла неодинаково относятся к некоторым химическим реактивам, которым, если надобно, обрабатывают („травят") шлиф. При помощи подобных приемов удалось изучить эти структурные составляющие, к рассмотрению которых мы теперь и перейдем.
Такими составляющими в малоуглеродистом железе (стали), как мы уже знаем, могут быть: само железо (Fe), его карбид (Fe3O), твердый раствор карбида в железе, и различные промежуточные формы; в чугуне же, кроме того, может быть еще графит. Присутствие в сплаве других веществ, преимущественно металлов — Мn, Cr, Ni и т. п., изменяет условия, при которых появляется тот или иной тип структуры, но не изменяет существенно самый тип ее, зависящий от содержания углерода; это позволяет объединить под названием феррита железо как чистое, так и содержащее примесь других металлов; точно так же карбид, как чистый, так и содержащий эти примеси, получил название цементита.
7. Феррит — железо, вовсе (или почти) не содержащее углерода; может однако содержать Mn, Si, P (в виде твердого раствора соотв. соединений). Это самая мягкая составляющая: по шкале Мооса твердость феррита равна 4 (подобно плавиковому шпату); при полировке он поэтому стирается сильнее других составляющих и на поверхности шлифа образует наиболее углубленные места рельефа. При слабом травлении имеет под микроскопом (при сильном увеличении) вид многоугольных зерен неправильной формы; при более продолжительном травлении на поверхности этих зерен выступают, в виде ряби по определенному направлению в каждом зерне, но различно направленной в разных зернах, следы кубической спайности.
8. Цементит — карбид железа (Fе3О), также может содержать растворенные в нем примеси. Это самая твердая часть углеродистого железа: по шкале Мооса его твердость более 9 (выше твердости корунда); поэтому при полировке он меньше всего стирается и образует возвышенные части рельефа.
В зависимости от его количества, он встречается или в виде сетки между зернами других составляющих, или в виде длинных иголок или пластинок, или в виде сплошных масс неправильного очертания, различной величины — или, наконец, в виде перлита.
9. Перлит — эвтектическая смесь феррита и цементита в определенном отношении, отвечающем 0,9% углерода; так как в перлите весь углерод находится в виде цементита, то в перлите содержится 0,9 X 100 : 6,66 — 13,5% цементита и, следовательно, 86,5% феррита. Чаще всего цементит в перлите имеет вид тончайших, параллельно расположенных пластинок, внедренных в массу ферритового зерна; при продолжительном отжиге стали около 700° пластинки эти, сливаясь между собой, обращаются в округленные зерна (зернистый перлит). Строение перлита ясно видно только при сильном увеличении; при слабом увеличении пластинчатое строение не различается, но полированная поверхность имеет матовый блеск, подобно перламутру (отсюда и самое название его). Перлит находится, при обычных условиях охлаждения, во всякой стали и чугуне. Так как в перлите 0,9% С, то сталь с 0,9% С состоит из одного перлита.
Сталь, состоящая из одного перлита, называется эвтектоидной; если углерода меньше 0,9%, то кроме перлита будет находиться свободный феррит — такая сталь называется доэвтектоидной.
Сталь, содержащая более 0,9%, называется заэвтектоидной и в ней в массе перлита вкраплены отдельные зерна свободного цемента.
Строение аустенита, подобно ферриту, в виде многоугольных зерен (полиэдров) неправильной формы; твердость не особенно большая.
11. Мартенсит — обычная структурная форма закаленной стали, получающаяся из аустенита. Строение, как и у аустенита, полиэдрическое, но на поверхности зерен обрисовываются длинные тонкие иглы, расположенные с известной правильностью по пересекающимся направлениям. Мартенсит тверд и хрупок, подобно цементиту (более, чем аустенит). При более медленном охлаждении аустенит, постепенно распадаясь на феррит и цементит, проходит через ряд промежуточных структурных форм, заканчивающийся образованием перлита (с отдельными зернами феррита или цементита, если тот или другой были в избытке).
12. Тростит — переходная форма между мартенситом и сорбитом; получается при отпуске стали, если ее нагревать слабее, чем для получения сорбита; от мартенсита отличается тем, что сильнее его окрашивается растворами иода, пикриновой (вовсе не окрашивающей мартенсит) или соляной кислоты.
13. Сорбит — переходная форма между мартенситом и перлитом, иначе говоря, недоразвившийся перлит. Сорбитное строение сообщает стали высокие механические свойства — сопротивление разрыву, твердость, упругость, при отсутствии хрупкости.
Кроме перечисленных структурных форм, принадлежащих собственно углеводистому железу, на шлифах могут быть наблюдаемы: графит (в чугуне), шлаки (силикаты железа и марганца), сернистое железо FeS, сернистый марганец MnS и закись железа FeO — последняя в виде точек или зерен, а при пережоге — в виде сетки, обволакивающей зерна.

Вернуться в оглавление книги...



Популярные статьи


   Выбор умывальника для квартиры
Один из важных элементов интерьера ванной комнаты является умывальник. Выбирая его, следует обращать внимание не только на цвет, форму и общую эстетическую привлекательность, но и на практические характеристики, касающиеся монтажа, удобства в пользовании, и доступности в обслуживании. Остановимся на практических характеристиках...
прочитать полностью >>
   Выбираем деревоалюминиевые окна
Дерево - великолепный материал для окон, но дереву необходима защита, ведь само себя оно защитить не сможет, - в отличие от алюминия. Напротив, алюминий не способен аккумулировать жизненно важное тепло «охраняемой» им территории, почему и хорош лишь с точки зрения банальной лоджии или зимнего сада.
прочитать полностью >>
   Стеклоблоки - элитный материал
Декоративный стеклоблок внешне нередко мало отличим от самого хрусталя, и вы вряд ли ошибетесь, избрав столь художественно продуманный стройматериал дизайнерски просчитанной деталью внутреннего интерьера. Появились целые коллекции художественно окрашенного стеклоблока, и не только однотонные...
прочитать полностью >>
   Потолок - украшение дома
Недостатки потолка практически невозможно скрыть, ведь там нет мебели и ковров. Существует огромное количество видов отделки потолка, которые способны удовлетворить не только требования наиболее щепетильного клиента, но и внести определенную изюминку в интерьер Вашей квартиры...
прочитать полностью >>
   Теплый пол
Теплый пол – понятие, знакомое каждому. Разница в том, что кто-то из нас всего лишь слышал о том, что пол бывает «теплым», кто-то его воочию видел, а кто-то, более решительный и расторопный, его приобрел. Начнем с того, что теплый пол – это система...
прочитать полностью >>
   Установка розеток и выключателей
Заключительным этапом монтажа и наладки электропроводки в квартире является установка таких элементов системы как розетка, стационарная лампа, выключатель. Следует сказать, что установка несложная, но требует внимательности.
прочитать полностью >>


Освещение в доме решает различные задачи. Так называемый общий рассеянный свет освещает помещение в целом. Акцентированное освещение выполняет другие функции. Оно выделяет и подчеркивает определенные зоны или предметы в интерьере...
прочитать полностью >>
Безусловно, основная функция у всех дверей одна – надежно закрыть дверной проем. Но, помимо этого, двери могут нести и какую-либо техническую нагрузку: допустим, обеспечивать защиту от пожара. Можно ли разобраться в таком дверном предназначении?
прочитать полностью >>
В настоящее время в качестве альтернативы стандартным окнам строительные компании предлагают так называемые евроокна. Деревянные евроокна намного лучше стандартных по своим качествам и отличаются от пластиковых окон определенными особенностями.
прочитать полностью >>
У краски несколько характеристик. Недостаточно определить только цвет – за ним по цепочке следует глянцево-матовая вариация и возможный блеск краски. Разные пигменты способны по-разному воздействовать на краску...
прочитать полностью >>
Семейство плиток пополнилось новым видом – это стеклянная плитка. На рынке стройматериалов это уникальное изделие появилось сравнительно недавно. Большинство потребителей воспринимает стеклянную плитку, как элемент изысканности.
прочитать полностью >>
Одним из самых популярных среди мастеров инструментов является электролобзик. Ценится он за свою универсальность и простоту в эксплуатации и предназначается для выполнения фигурной, продольной и поперечной резки разного материала.
прочитать полностью >>
Во времена постоянного отключения горячей воды стал самым востребованным и незаменимым бытовым прибором именно водонагреватель. Сегодня производители выпускают множество их моделей...
прочитать полностью >>
Как правильно выполнить монтаж электропроводки? Как подключить кондиционер? Какие выбрать провода? Узнайте об этом!
узнать подробности >>
Хотите сделать перепланировку квартиры? Не знаете, какие документы для этого нужны и где их оформить? Мы расскажем Вам об этом!
узнать подробности >>
У Вас есть дача или загородный дом? Или Вы еще выбираете, какой дом лучше? Тогда несколько полезных советов для Вас!
узнать подробности >>

   При цитировании материалов сайта "Сделаем сами.Ру" гиперссылка обязательна