Průvodní list Jméno autora: Ing. Miroslava Jeřichová Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT   Vzdělávací materiál: Prezentace Určen pro: 1. ročník oboru Strojírenství a 2. ročník oboru Ekonomika a podnikání Vzdělávací oblast: Strojírenská technologie – Nauka o materiálu Název učebního materiálu: Stabilní diagram Jméno autora: Ing. Miroslava Jeřichová Datum vytvoření: 5. 8. 2013 Reg.č. projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0627

Klíčová slova: likvidus, solidus, tavenina, krystalizace, grafit, grafitové eutektikum, grafitový eutektoid, eutektikála, šedá litina, lupínek grafitu. Anotace: Prezentace je určena žákům 1. ročníku oboru Strojírenství pro výuku v předmětu Strojírenská technologie a žákům 2. ročníku oboru Ekonomika a podnikání v předmětu Strojírenská výroba. Inovuje výuku použitím multimediálních pomůcek – prezentace. Metodické pokyny: DUM uplatní učitel při výkladu dané látky, použité obrázky zvýší názornost výkladu. Prezentaci mohou žáci použít i v rámci samostatné domácí přípravy na výuku.

Stabilní diagram Fe - grafit Význam pro slitiny s obsahem uhlíku nad 2,11% Diagram slouží jako pomůcka k popisu krystalizace a překrystalizace šedých litin a k popisu grafitizačních pochodů, při kterých dochází k rozpadu cementitu Fe3C 3Fe + C ( v podobě grafitu) Jestli slitina Fe – C bude krystalizovat podle metastabilní nebo stabilní soustavy ovlivňuje: Rychlost ochlazování: pomalé – stabilní soustava rychlé – metastabilní soustava Chemické složení: Si = grafitizační přísada SD Mn, Cr = podpora karbidu Fe metastabilní diagram

Stabilní diagram Fe - grafit

Stabilní diagram Fe - grafit SD kreslíme z praktických důvodů obvykle od eutektoidní koncentrace uhlíku do koncentrace 6,68% v této soustavě však tato hranice nemá žádný fyzikální význam Koncentrace C [ % ] Teplota [ °C ] MD SD 0,765 0,69 727 738 2,14 2,11 1148 1153 4,3 4,26 6,68 100

Stabilní diagram Fe - grafit Základní pojmy: složky – Fe, grafit Fáze – např. tavenina, austenit….. Směsi fází – grafitové eutektikum, grafitový eutektoid, T + A, T + primární grafit….. Větve likvidu – BC´, C´D´ Solidus – JE´, E´C´F´ E´C´F´ = eutektikála T = 1153 °C S´K´= eutektoida T = 738 °C

Stabilní diagram Fe - grafit Vlastnosti strukturních součástí šedé litiny: Grafit ( primární, sekundární, terciární) – měkký, velmi malá pevnost v tahu , GI v podobě hrubých lístků vyplouvá na povrch taveniny, GII má tvar lupínků Grafitové eutektikum – jemná směs austenitu a lupínkového grafitu , pod Ar1 grafitový eutektoid + lupínkový grafit Grafitový eutektoid – v podstatě ferit

Stabilní diagram Fe - grafit Krystalizace podeutektické šedé litiny Při dosažení Tl se začnou z taveniny vylučovat první krystaly austenitu, zbytek taveniny o eutektické koncentraci a teplotě se přemění v graf. eutektikum, při dalším poklesu teploty klesá rozpustnost C v austenitu dle E´S´, primární a eutektický austenit se přesycuje C vyloučení GII , při eutektoidní koncentraci a teplotě probíhá eutektoidní přeměna austenitu ferit + grafit = graf. eutektoid, výsledná struktura –ferit + grafit

Stabilní diagram Fe - grafit Krystalizace eutektické šedé litiny Tuhne za nejnižší teploty 1153°C, kdy za konst. teploty veškerá tavenina se přemění v grafitové eutektikum, při dalším poklesu teploty klesá rozpustnost C v austenitu dle E´S´, A je přesycen C vylučuje se jako GII a ukládá se (jako u slitiny I i II) na lupínky eutektického grafitu, při eutektoidní koncentraci a teplotě probíhá eutektoidní přeměna austenitu ferit + grafit = graf. eutektoid

Stabilní diagram Fe - grafit Krystalizace nadeutektické šedé litiny Při Tl se z taveniny vylučují hrubé lupínky GI , měrná hmotnost G je 3x menší než taveniny vyplouvají na povrch taveniny, tavenina se ochuzuje uhlíkem dle D´C´, za eutektické teploty se zbylá tavenina přemění na graf. eutektikum, při dalším poklesu teploty se z eutektického austenitu vylučuje GII a za eutektoidní teploty se zbylý austenit přemění na graf. eutektoid

Stabilní diagram Fe - grafit Vznik výsledných stabilních struktur tvořených feritem a grafitem vyžaduje velmi pomalé ochlazování V technické praxi u podeutektické litiny se stává, že ztuhne dle stabilní soustavy, ale přeměna austenitu za nízkých teplot probíhá dle metastabilního diagramu tzn., že za eutektoidní teploty se austenit přemění v perlit = ferit + cementit výsledná struktura šedé litiny je tvořena perlitickou matricí a lupínkovým grafitem Je-li eutektoidní přeměna zčásti dle MD a zčásti SD je výsledná struktura ferit + perlit + grafit

Stabilní diagram Fe - grafit Křivky tuhnutí – podeutektická šedá litina

Stabilní diagram Fe - grafit Křivky tuhnutí – eutektická a nadeutektická šedá litina

Použité zdroje: Použitá literatura: DORAZIL, Eduard a kol. Nauka o materiálu 1 - Přednášky. Vysoké učení technické v Brně: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1986, ISBN 05-030-86. MACEK, K.; ZUNA, P.; BARTOŠ, J.. Nauka o materiálu II. Praha 1: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1986, ISBN 04-231-86. PTÁČEK, L. a kol. Nauka o materiálu 1. Brno: CERM, 2002. Použité obrázky jsou součástí uvedené literatury