Компьютерная презентация "Сплавы железа с углеродом"

СПЛАВЫ ЖЕЛЕЗА С УГЛЕРОДОМ

ИСТОРИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

История производства и использования железа берет свое начало в доисторической эпохе, скорее всего, с использования метеоритного железа. Выплавка в сыродутной печи применялась в 12 веке до н. э. в Индии, Анатолии и на Кавказе. Также отмечается использование железа при выплавке и изготовлении орудий и инструментов в 1200 году до н. э. в Африке южнее Сахары. Уже в первом тысячелетии до н. э. использовалось кованное железо.

Нахождение в природе

В земной коре железо распространено достаточно широко — на его долю приходится около 4,1% массы земной коры (4-е место среди всех элементов, 2-е среди металлов). Известно большое число руд и минералов, содержащих железо.

Встречается железо в виде различных соединений: оксидов, сульфидов, силикатов. В свободном виде железо находят в метеоритах, изредка встречается самородное железо (феррит) в земной коре как продукт застывания магмы .

красный железняк ( гематит - Fe 2 O 3 ; содержит до 70 % Fe)

бурый железняк ( лимонит -

FeOOH;

содержит до 65%)

Наибольшее практическое значение из руд и минералов

имеют

магнитный железняк ( магнетит - Fe 3 O 4 ;

содержит 72,4 % Fe),

ЖЕЛЕЗО И ЕГО СВОЙСТВА

Железо – пластичный блестящий металл серо-белого цвета, способный растворять углерод и другие элементы, что создает условия для получения сплавов на его основе. Железо легко куется в холодном и нагретом состоянии, поддается различным способам механической обработки

ЖЕЛЕЗО И ЕГО СВОЙСТВА

Для чистого железа при нормальном давлении, с точки зрения металловедения, существуют следующие устойчивые модификации :

• От абсолютного нуля до 910 °C устойчива α-модификация с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой.
• От 910 до 1400 °C устойчива γ-модификация с гранецентрированной кубической (ГЦК) кристаллической решёткой.
• От 1400 до 1539 °C устойчива δ-модификация с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой.

УГЛЕРОД

Элемент - неметалл

IV группа главная подгруппа

№ 6 в периодичес-кой системе

C

Основа всех живых организмов

Аллотропные модификации углерода имеют атомную кристаллическую решетку.

Их строение

Графит

Алмаз

Фуллерен

Алмаз

… это самое твердое вещество на Земле, тугоплавкое с высоким показателем преломления

Применяется в:

• Обрабатывающей промышленности
• Электротехнике
• Горной промышленности
• Ювелирном производстве

Графит

… это мягкое серо-черное вещество,

тугоплавкое , являющееся

полупроводником со слоистой структурой.

Применяется в:

• Графитовых стержнях-электродах
• Производстве теплозащитного

материала для головных частей ракет (термостойкость)

• Получении тиглей
• Изготовлении минеральных красок
• Карандашной промышленности

Производство чугуна и стали

В медицине (уголь активированный)

Для изготовления электродов

Применение углерода

В ювелирной промышленности

Карандашная промышленность

СТРУКТУРНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВАХ

ФЕРРИТ

• твердый раствор углерода в α-железе.

Характеризуется незначительными величинами твердости и прочности и высокой пластичностью

АУСТЕНИТ

• твердый раствор углерода в γ-железе
• высокопластичен, но более тверд, чем феррит

ЦЕМЕНТИТ

• химическое соединение железа с углеродом (карбид железа) Fе 3 С

Самая твердая и хрупкая составляющая железоуглеродистых сплавов .

ПЕРЛИТ

• механическая смесь феррита и цементита.

Обладает высокими прочностью, твердостью и повышает механические свойства сплава.

ЛЕДЕБУРИТ

• механическая смесь аустенита и цементита.

Имеет высокую твердость и большую хрупкость .

ГРАФИТ

• свободный углерод, расположенный в основной массе металла в виде пластинок или зерен .

  Микроструктура чугуна с различной формой графита: а - пластинчатый графит в сером чугуне, б - шаровидный графит в высокопрочном чугуне,

в – хлопьевидный графит в ковком чугуне

ВИДЫ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ

СТАЛЬ

• сплав железа с углеродом при содержании углерода до 2 %.

ЧУГУН

• сплав железа с углеродом, содержащие более 2% углерода .