2. Нормализация и улучшение стали. Цель процессов, режимы и получаемые структуры. Сравнительная характеристика механических свойств после нормализации и улучшения.

Нормализация. Заключается в нагреве доэвтектоид. стали до тем-ры на 40-50С выше Ас3, заэвтектоид. – на 40-50С выше Асm, выдержке и охлаждении на спокойном воздухе. Нормализация вызывает полную перекристаллизацию стали, устраняет крупнозернистую структуру.Быстрое охлаждение на воздухе приводит к распаду А при более низких тем-рах, что повышает дисперсность Ф-Ц смеси. После нормализации получаются структуры: С+Ф – в доэв-ных сталях ; С- в эвтектоид; С+ЦII – в заэвт-ных..Назначение нормализации различно в зависимости от состава стали:

-Для низкоуглеродистых( до 0,3%)- норм-ю применяют вместо отжига, она явл-ся более экономичной, т.к. меньше времени затрачивается на охлаждение стали.

-Для среднеуглеродистых(0,3-0,5%)- норм-ю применяют вместо закалки и высокго отпуска(улучшения), снижается ударная вязкость.

-Для высокоуглеродистых(заэв-ных) – нормализ-ю применяют перед последующей термообработкой для устранения цементитной сетки.

-Для высоколегированных – норм-я может применяться вместо закалки, т.к. охл-е таких сталей на воздухе обеспечивает получение структуры М.

Термическую обработку, состоящую из закалки и высокого отпуска, называют улучшением. Такая термообработка создает наилучшее сочетание прочности и вязкости стали и применяется для деталей машин из среднеуглеродистых сталей, испытывающих статистические и особенно динамические или цилиндрические нагрузки(валы, шатуны, оси, крепежные детали).В рез-те получается С отп-высокая ударная вязкость. Для среднеуглеродистых сталей нормализацию применяют вместо улучшения. Мех св-ва, особенно ударная вязкость будут ниже,но изделия будут подвержены меньшей деформации по сравнению с получаемой при закалке,и вероятность получения трещин практически исключается 3. Латуни. Их состав, свойства, маркировка, применение. Влияние Zn на свойства латуней.

Латуни – сплавы меди с цинком, основной элемент цинк. Cu+Zn

Маркируются буквой Л и числом, показывающим содержание меди (например, Л68 содержит 68%меди Cu и 48% цинка Zn). В марках многокомпонентных латуней содержаться буквенные обозначения элементов, числа последовательно показывают содержание меди и каждого легирующего элемента. Например, ЛАН59-3-2 59%Сu,3%Al,2%Ni(остальное Zn).

В системе Cu – Zn образуются фазы:

- α – твердый раствор цинка в меди, предельная растворимость 39%Zn

- β^’ – упорядоченный твердый раствор меди на основе электронного соединения CuZn, существует при температуре ниже 454 ⁰С

- β – неупорядоченный твердый раствор меди на основе CuZn, существует при температуре выше 454 ⁰С

Практическое применение имеют латуни, содержащие 45% цинка, сплавы с большей концентрацией цинка обладают пониженной прочностью и пластичностью.

Латуни по структуре делят на две группы:

- однофазные (α-латуни) со структурой α-твердого раствора, содержат меньше 39%Zn

- двухфазные со структурой α+β, содержат от 39% до 45%Zn

Однофазные α-латуни (Л96,Л80) обладают пластичностью, хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии, упрочняются холодной пластической деформацией. Применяются в виде полос, лент, проволоки, а также в качестве деталей (шайбы, втулки и т.д.)

Двухфазные α+β – латуни (Л59,Л60) имеют большую, чем у однофазных прочность и износостойкость; их используют для изготовления втулок, гаек, токопроводящих деталей.

Специальные латуни дополнительно легированы элементами:

1)Pb (свинец)

Улучшает обрабатываемость резанием на станках-автоматах, такие латуни называют автоматными (ЛС59-1).

2)Sn (олово)

Коррозионная стойкость к морской воде, применяют в судостроении (ЛО62-1)

3)Si, Fe, Mn, Al

Кремний повышает коррозионную стойкость и технологические свойства латуней. Кремнистые латуни обладают высокой прочностью, пластичностью, вязкостью (ЛК80-3)

Железо задерживает процесс рекристаллизации латуней, измельчает зерно и повышает твердость (ЛЖМц59-1-1)

Алюминий повышает прочность твердость и коррозионную стойкость латуней (ЛАЖ60-1-1)

4. На складе имеются стали: 40Х, У12, 10Х18, 5ХНМ, ХВГ, 65Г. Необходимо выбрать материал, назначить термообработку и указать структуру для измерительного инструмента, инструмента для холодного и горячего деформирования для измерительного инструмента: ХВГ,40Х => обработка холодом при t= -70⁰С => структура М отпуска + карбиды

инструмента для холодного деформирования: У12 => закалка + низкий отпуск => М отпуска + Ц вторичный

инструмента для горячего деформирования: 5ХНМ, 65Г => Закалка в масле + высокий отпуск => троостит

№30 1. Пластическая деформация. Явление наклепа. Влияние наклепа на структуру и свойства металла. Назначение рекристаллизационного отжига.

Пластическая деформация – это деформация, которая сопровождается изменением формы и размеров образца. При этом изменяется структура и свойства.

Величину пластической деформации определяют степенью пластической деформации ε = (Н0 – Н)/ Н0;

где Н0 и Н размер образца до и после деформации.

С увеличением степени пл. деф. прочность, твердость повышаются, а пластичность, ударная вязкость понижаются

Наклеп (нагартовка) – упрочнение металла при пластической деформации. оно вызвано:

-увеличением плотности дислокаций

-искажением кристаллической решетки

-дроблением зерен

перемещение дислокаций в плоскости скольжения через весь кристалл приводит к смещению соответствующей части кристалла на одно межатомное расстояние.(при скольжении)

Рекристаллизац. отжиг применяется для снятия наклепа и зак-ся в нагреве холоднодеформированной стали выше тем-ры рекристаллизации на 150-250С, выдержке и послед охлаждении. Снижение твердости и повышение пластичности.