Билет 17

Полиморфные превращения в металлах. Влияние Cr и Ni на полиморфизм железа.

Способность некоторых металлов существовать в различных кристаллических формах в зависимости от внешних условий (давление, температура) называется аллотропией или полиморфизмом.

Используя явление полиморфизма, можно упрочнять и разупрочнять сплавы при помощи термической обработки.

Все элементы, которые растворяются в железе, влияют на температурный интервал существование его аллотропических модификаций (А = 911^oС, А =1392^oС).

 Свыше определ¨нного содержания марганца, никеля и других элементов, имеющих гранецентрированную кубическую решетку, – состояние существует как стабильное от комнатной температуры до температуры плавления, такие сплавы на основе железа называются аустенитными.

Хромоникелевые стали. т.о. хромоникелевых сталей аустенического класса. Их св-ва.

Хромоникелевые стали 45ХН, 30ХН3А отличаются хорошей прокаливаемостью, прочностью и вязкостью, но чувствительны к обратимой отпускной хрупкости. Для уменьшения чувствительности вводят молибден или вольфрам. Ванадий способствует измельчению зерна.

В зависимости от содержания хрома и никеля хромоникелевые стали могут иметь структуру метастабильного аустенита — стали типа 18-10 (18-9): 04Х18Н10, 08Х18Н10, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т и стабильного аустенита - стали типа 15-25 (например, 08Х15Н24В4ТР). В сталях с метастабильным аустенитом при определенных условиях возможно превращение аустенита или в мартенсит (при низких температурах, особенно в сочетании с деформацией), или в феррит с выделением карбидов (при повышенных температурах).

Термическая обработка хромоникелевой стали заключается в нагреве до определенной температуры с быстрым охлаждением в воде или на воздухе. Температура и продолжительность нагрева зависят от состава стали и величины изделий. Для малоуглеродистой стали, содержащей 0,1% углерода, наиболее подходит нагрев в течение 5—10 минут при температуре 1050°. Продолжительность нагрева для более крупных изделий увеличивается, а для мелких, как, например, отдельные коронки, кламмеры и т. п., уменьшается до 3—5 минут.

При перегреве структура кислотоустойчивой стали не нарушается, но может получиться толстый слой окалины, который с трудом снимается путем травления.

Билет 5.

1. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой в твердом состоянии не растворяются друг в друге « с эвтектикой». Изменение свойств сплавов данной системы в зависимости от концентрации. Правило Курнакова:

В сплавах с ограниченной растворимостью (рис. 1, в; диаграммы с эвтектическим или перитектическим превращениями) свойства при концентрациях, отвечающих однофазовому твердому раствору изменяются по криволинейной зависимости, а в двухфазовой области – по прямой. Крайние точки на прямой являются свойствами предельно насыщенных твердых растворов.

Линия EN – линия ограниченной растворимости В в А.

При образовании химического соединения (рис. 1, г) на кривой концентрация – свойства, будет иметься максимум (или минимум) – а на прямой перелом.

Зная характер взаимодействия между двумя металлами и тип диаграммы состав – свойства, можно легче и быстрее определить состав сплава, обеспечивающий наилучшие свойства.

2.Алюминий и его сплавы. Классификация алюминиевых сплавов. Термическая обработка сплава Д16.

Алюминиевые сплавы. В чистом виде алюминий мягок, пластичен, хорошо отливается, но обладает малой прочностью, и поэтому он применяется только в электротехнической промышленности. В строительстве применяются сплавы алюминия с медью, марганцем, магнием, кремнием. Введение в алюминий этих элементов позволило получить сплавы с повышенной прочностью, пластичностью и коррозионной стойкостью. Эти сплавы легко поддаются термической обработке.В зависимости от систем сплава, процентного содержания легирующих элементов и термической обработки алюминиевые сплавы делятся на две группы: деформируемые сплавы, из которых путем прокатки, прессования, волочения, ковки и штамповки получают различные изделия; литейные сплавы, которые идут на изготовление отливок.

Маркировка алюминиевых сплавов производится буквами и цифрами. Буквами обозначают систему сплавов, метод обработки, а цифрами – процентное содержание лигирующих элементов или номер сплава. Если сплав получил термическую обработку, к марке сплава через тире добавляется одна из букв: М – мягкое, отожженное, Т – закаленное.

Деформированные сплавы – дюралюминий (Д1, Д16, Д21 и др.) содержат от 3,8 до 7% Си, от 0,4 до 1 % Мп и Mg. Основными упрочняющими составляющими являются химическое соединение СиА12 и CuMgAl2. Дюралюминии обладают достаточно высокими механическими свойствами.

Литейные сплавы силумины – сплавы Al-Si с добавкой CuMg обладают хорошими литейными свойствами. Алюминиевые сплавы обладают высокой прочностью, свариваются, сохраняют прочность до 250-300° С.

Применение алюминиевых сплавов в строительстве производится с целью уменьшения массы конструкции, удобства монтажа, повышения коррозионной стойкости и уменьшения эксплуатационных расходов.

Термическая обработка алюминиевого сплава Д16 находится на странице 90 нашей методички.