3.Диаграмма состояния Al-Cu
Сплавы подвергаемые То –это те сплавы попад в птичку(α)
То: закалка+старение (темп 500 –вода-α пересыщенное)
Старение заключается в выдержке закаленного сплава при комнатной температуре 5…7 суток (естественное старение) или 10…24 ч при повышенной температуре 100…200'С (искусственное старение)в процессе старения происходит распад пересы-щенного твердого раствора, который идет в несколько стадий в зависимости от температуры и продолжительности старения:
I стадия старения - образование зон Гинье-Престона (зонное старение)Эта стадия наиболее характерна для естественного(при 20*С) или низкотемпературного искусственного старе-ния (ниже 100…150C).
II стадия старания - образование метастабильной O' (тета)-фазы (фазовое старение). По мере выдержки сплава при повышенных температурах на базе зон Гинье-Престона образуются дисперсные частицы промежуточной O'-фазы с кристаллическойрешеткой, отличающейся от решетки твердого раствора. Промежуточная фаза имеет отличную от стабильной (O(тета)-фазы) кристаллическую решетку и сохраняет когерентную связь с решеткой а-твердсго раствора
III стадия старения - образование стабильной О-фазы (коагуляционное старение). При дальнейшей выдержке происходит срыв когерентности, коагуляция метастабильной фазы и образование стабильной О-фазы CuAl2, (рис. 104г). Искажения кристаллической решетки частично снимаются и прочность сплава понижается (рис 105).
Состаренные сплавы можно подвергать обработке на возврат, которая состоит в кратковременной выдержке сплава (2…3 мин) при 230…250"С. Во время нагрева рассасываются зоны Гинье-Престона и восстанавливается пластичность свежезакаленного состояния. При последующем вылеживании сплава при комнатной температуре вновь происходит образование зон ГП-1 и упрочнение сплава
4.Протяжки из стали р18.
Р18- быстрорежущая сталь: 0,7-0,8%С, 18%W. Структурный класс в равновесном состоянии - ледебуритный. Основной легирующий элемент W- обеспечивает теплостойкость и повышение температуры отпуска мартенсита. Обработка: закалка с охлаждением в масле, трехкратный низкий отпуск(t=550-570). Трехкратный отпуск проводят для уменьшения кол-ва ост аустенита, который снижает режущие свойства. Окончательная структура: Мотп+карбиды+ Аост; имеет высокую твердость
№10
1.Первичная и собирательная рекристаллизация
Рекристаллизация – образование новой структуры из равноосных зёрен вместо вытянутых зёрен при дальнейшем повышении температуры. Стадии рекристаллизации: первичная, собирательная и вторичная. Температура начала рекристаллизации (Тнр) – температура при которой появляются первые равноосные зёрна. Тнр=αТпл, α – коэф. зависящий от состава сплава.
Первичная (0,3…0,4Тпл) – начинается образование зародышей равноосных зёрен при Тнр. При ↑Т количество зёрен↑, а размер их почти не увеличивается, т.к. скорость зарождения>скорости роста. ↓характеристики прочности (HRC и δв) и ↑характеристики пластичности.
Собирательная - рост рекристаллизованных зёрен при ↑Т. Поглащаются мелкие зёрна более крупными.
Вторичная - может происходить если в структуре получается разнозернистость (кроме маленьких зёрен образуются несколько очень крупных). Неблагоприятна для механических свойств.
Чем меньше зерно, тем больше прочность и пластичность.
Размер рекристаллизационного зерна зависит от:
температуры рекристаллизации, продолжительности рекристализационного отжига, степени предварительной пластической деформации.
εкр (3-15%l0) – минимальная степень деформации, выше которой при нагреве возможны рекристализационные процессы. εкр↓, чем ↑температура рекристализационного отжига
2.особенности превращения аустенита в перлит и бейнит.
Перлитное превращение( происх при темпер от А1 до температуры мин устойчивости А=500°С) заключается в распаде А на Ф-Ц смесь: А0,8%С=Ф0,02%С+ Ц6,67%С Образуется пластинчатая структура с чередованием Ф и Ц.Ч ем больше степень переохлаждения, тем меньше величина межпластинчатого расстояния- степень дисперсности. По степени дисп различают продукты превращения: перлит, сорбит и троостит.Они отлич-ся по мех св-м. Троостит самый твердый и прочный, но не пластичный. Особенность- влияние легирующих элементов: ЛЭ, нах-ся в твердом состоянии увеличивают устойчивость аустенита- С-кривая сдвигаеся вправо.
В интервале температур промежуточного превращения от 500°C до Мн- линии начала мартенситного превращения аустенит распадается с образованием структуры бейнита. Механизм: частично диффузионный, частично сдвиговый. Бейнит- Ф-Ц смесь, в кот феррит, несколько пересыщенный углеродом, образуется по мартенситному механизму(А0,8%=Ф0,02%<х<0,8%+Ц. В углеродистых сталях структуру Б можно получить только при изотермической выдержке. Бейнитное пр-е не идет до конца. Продукты превращения: верхний бейнит(350<t<500°C , перистое строение), нижний бейнит(Mн<t<350°C, игольчатое строение). У НБ высокая твердость и прочность, дост высокая вязкость и пластичность. Бейнит в легир сталях можно получит при непрерывном охл-ии.
3.Закалка стали. Назначение процесса. Получаемая структура и св-ва. Способы закалки. Дост-ва и недостатки каждого из них.Заключается в нагреве доэвт-ных сталей на 30-50С выше Ас3, заэв-ных на 20-30С выше Ас1,выдерже и послед охл-и со скоростью выше критической. Цель: получение структуры мартенстита. Закалка не явл-ся окончательной операцией, чтобы уменьшить хрупкость и напряжение, получить требуемые мех-кие сво-ва, сталь после закалки подвергают отпуску Выбор температур нагрева под закалку 1) Доэв-ные стали: а) нагрев на 30-50С выше Ас3.Структура: М+Аост. Сталь с исходной структурой П+Ф при нагреве приобретает аустенитную структуру, кот при дальнейшем со скоростью выше критической превращается в М. В сталях, содер выше 0,4-0,5%С, и имеющим мартенситную точку Мк ниже 20С,присутсвует Аост.Эта тем-ра нагрева явл-ся оптимальной. б ) нагрев в интервале Ас1…Ас3(неполная з-ка) структура: М+Ф снижается твердость и прочность в) нагрев значительно выше Ас3(перегрев) структура:Мкрупноигольчатый При перегревеобразуется А с крупным зерномэд кот при охл-и переходит в М крупоигол с низкой ударной вязкостью. Перегрев явл-ся дефектом термической обработки
2) Заэв-ные стали: а) нагрев несколько выше Ас1 структура: М+Ц2+Аост оптимальная тем-ра, не приводит к росту зерна А и увеличению Аост, Ц повышает твердость. Выделения цементита в виде сетки по границам зерен недопустимы,т.к сталь будет хрупкой, поэтому перед закалкой заэв-ные стали подвергаются отжигу на П зерн или нормализации. б ) нагрев выше Асm структура: М+А ост(до 40%) полная переристаллизация при нагреве приводит к росту зерна А, увелич Аост, снижается прочтость стали и сопротивление хрупкому разрушению.Способы закалок: непрерывная з-ка – недостаток- в области тем-р мартенситного превращения скорость охл-я велика, возникают большие внутренние напряжения при переходе А в М, что приводит к возникновению трещин. Прерывистая з-ка изделие быстро охл-ют в воде до тем-ры выше т. Мн,затем переносят в масло или воздух, в кот оно охл-ся до комнатной тем-ры, уменьшаются внутр напряжения, «-» - трудность установления момента переноса изделия из одной среды в другую. Ступенчатая з-ка после нагрева деталь переносят в среду с тем-рой выше т. Мн, выдерживают в ней ограниченное время, послед охл-е проводят на воздухе, достигается выранивание тем-р ,уменьшаются фазовые наряжения и склонность к образованию трущин. Применение ограничивается размерами деталей. Изотермическая з-ка – проводится так же как и ступенчатая, предусматривается более длительная выдержка выше т Мн дря распада А с образованием НБ.
4.Выберите сталь и термическую обработку для шарика подшипника d=8÷10мм.
ШХ6 с содержанием 1%С и 0,6%Cr. Структура- перлит мелкозернистый. Обработка: закалка в масле и низкий отпуск= М (мелкоигольчатый) + карбиды- обеспечивается высокая твердость и прочность.
№11