77)Основы технологии чёрных металлов и сплавов.

Основными способами обработки явл-ся обработка давлением (прокатка, ковка, волочение и т.д.), литейное производство, сварка и огневая резка, обработка резанием и др..

Основы термической обработки металлов

В целях получения более высоких или специально заданных свойств изделий из металлов и сплавов их подвергают термиче­ской обработке. Смысл ее заключается в изменении структуры путем нагрева изделия до определенной температуры, выдержки при этой температуре в течение определенного времени и после­дующего охлаждения по заданному режиму.

Основными факторами воздействия при термической обра­ботке являются:

— температура нагрева—при этой температуре формируется исходная структура, с которой при охлаждении начнутся фазовые превращения;

— время выдержки — время, в течение которого формируется начальная структура во всем объеме изделия. Время вы­держки зависит от источника нагрева и толщины изделия;

— скорость охлаждения — определяет формирование конеч­ной структуры.

78.Атомно-кристаллическое строение металлов и сплавов. Дефекты строения. Теоретическая и фактическая прочность. Все вещества в твёрдом состоянии имеют кристаллическое или аморфное строение. В аморфном в-ве атомы или молекулы расположены хаотично, в то время как в кристаллическом в-ве- в строго определённом порядке, и каждая элементарная кристаллическая ячейка представляет собой пространственную геометрическую фигуру. Металлы в основном имеют 3 вида кр-ких решёток: объёмно- и гранецентрированные; и гексагональные. Каждая решётка хар-ся параметром ячейки или периодом кристаллической решётки. Для кубических решёток ОЦК и ГЦК параметром является длина ребра куба, для плотноупакованной гексагональной решётки задают три величины: а-сторона шестиугольника, лежащего в основании призмы; с-высота призмы; в-сторона треугольника внутри ячейки. Каждый металл имеет свою кристаллическую структуру и, следовательно, элементарную кристаллическую ячейку. Это объясняется тем, что атомы, имеющие разные массы, устанавливаются на строго определённых расстояниях, пропорциональных их массам. Различие форм кристаллической ячейки объясняется тем, что всякая материальная система стремится к состоянию, при котором уровень внутренней энергии ее окажется минимальным. Возможны 2 вида формирования структуры-монокристалическая и поликристаллическая. Под монокристаллом понимают строго упорядоченную систему элементарных ячеек, в то время как поликристаллическое строение хар-ся хаотичным расположением огромного количества элементарных ячеек. Свойства образцов, вырезанных из монокристалла в различных направлениях, будут разными. Это явление носит название анизотропии. Реальные поликристаллические системы имеют одинаковые св-ва в любых направлениях. Это явление-квазиизотропность. Если кристаллическая структура вещества деформированная, то будет наблюдаться изменение свойств в разных направления в-ва. Таким образом металл из квазитропного стал анизотропным. Это явление-наклёп. Существование одного и того-же металла в нескольких кристаллических формах наз.аллотропией, или полиморфизмом, а процесс изменения крист. решётки носит назв. Аллотропического, или полиморфного превращения. Дефект строения .Все реальные кристаллические тела имеют большее или меньшее кол-во дефектов кристалл-кой структуры, что влияет на св-ва твёрдых тел. Такими дефектами явл: точечные дефекты-не заполненные атомами узлы крист-ческих ячеек; линейные дефекты-дислокации(краевые, винтовые и смешанные криволинейные); поверхностные дефекты-границы зёрен, дефекты упаковки ячеек и т.д.Теоретическая и фактическая прочность. Теоретический предел прочности — величина предельных напряжений, полученная расчетным путем исходя из свойств межатомных связей в кристаллической решетке материала. Фактичесий предел прочности - величина предельных напряжений, полученная экспериментальным путём .

79.Типы сплавов. Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов. Диаграмма состояния (Fe-C).В металловедение различают три типа сплавов : твердый раствор, механическую смесь, химическое соединение. Если атомы входящие в состав сплава элементов незначительно отличаются строением и размером, они могут образовывать общую кристаллическую решетку, то такой сплав называется твердым раствором. Если каждый элемент сплава кристаллизуется самостоятельно, то это механическая смесь. Если элементы сплава химически взаимодействуют, образуя новое вещество, то такой сплав называют химическим соединением.Основными структурами, составляющими железоуглеродистые сплавы, являются следующие. Феррит – твердый раствор углерода в α -Fe. При температуре 723° С предельное содержание углерода 0,02 %. При отсутствии примесей не корродирует. Цементит – карбид железа Fe3C – химическое соединение, содержащее 6,67 % углерода. Является составной частью эвтектической смеси, а также самостоятельной структурной составляющей. Способен образовывать твердые растворы путем замещения атомами других металлов, неустойчив, распадается при термической обработке. Цементит очень тверд (НВ 800) и хрупок. Аустенит – твердый раствор углерода в γ –Fe. Атомы углерода внедряются в кристаллическую решетку, причем насыщение может быть различным в зависимости от температуры и примесей. Устойчив только при высокой температуре, а с примесями Mn, Сг – при обычных, даже низких температурах. Твердость аустенита НВ 170...220. Перлит – эвтектоидная смесь феррита и цементита, образуется при распаде аустенита при температуре 723° С и содержании углерода 0,83 %. Примеси Si и Мn способствуют образованию перлита и при меньшем содержании углерода. Твердость перлита НВ 160...260. Структура перлита может быть пластинчатой и глобулярной (зернистой). Ледебурит – эвтектическая смесь аустенита и цементита, образующаяся при 1130° С и содержании углерода 4,3 % Структура неустойчивая: при охлаждении аустенит, входящий в состав ледебурита, распадается на вторичный цементит и перлит. Ледебурит очень тверд (НВ 700) и хрупок. Графит – мягкая и хрупкая составляющая чугуна, состоящая из разновидностей углерода. Встречается в серых и ковких чугунах.