- •Типы связей: ионная, ковалентная, Ван-дер-Ваальса, металлическая. Их особенности и влияние на свойства кристаллов.
- •Дефекты кристаллического строения, геометрическая классификация.
- •Диффузия. Первый и второй законы Фика. Глубина диффузионного слоя в зависимости от времени и температуры.
- •Дислокации. Геометрия и типы дислокаций. Вектор Бюргерса.
- •Энергия дислокации. Перемещение дислокаций: скольжение, переползание, поперечное скольжение.
- •Взаимодействие дислокаций с точечными дефектами. Атмосферы Коттрелла, Снука, Сузуки. Их влияние на свойства кристаллов.
- •Взаимодействие дислокаций друг с другом. Размножение дислокаций.
- •Влияние плотности дислокаций на прочностные свойства кристалла. Кривая Одинга. Расчет теоретической прочности.
- •Поверхностные и объемные дефекты кристаллического строения.
- •Экспериментальные закономерности пластической деформации. Механические свойства и их характеристики.
- •Механизмы пластической деформации: скольжение, двойникование, механизм теоретической прочности, механизм диффузионной ползучести.
- •Деформация монокристаллов. Закон Шмида. Стадии пластической деформации.
- •Деформационное упрочнение. Природа наклепа. Текстура деформации.
- •Деформация поликристалических тел. Зернограничное упрочнение. Закон Холла-Петча.
- •Структурное упрочнение кристаллов. Основные составляющие критического напряжения сдвига.
- •Разрушение: хрупкое и вязкое. Условие распространения трещины по Грифитсу.
- •Рекристаллизация и ее типы (первичная, собирательная.) Движущая сила и кинетика рекристаллизационных процессов. Текстура рекристаллизации.
- •Температура рекристаллизации; влияние чистоты металлов, степени пластической деформации и размера зерна на т р.
- •Процессы коагуляция и сфероидизации. Их стимул и механизм.
- •Горячая и холодная пластические деформации.
- •Термодинамические основы фазовых превращений. (Термодинамические потенциалы, фазовое равновесие, второй закон термодинамики.)
- •Понятия система, фаза, компонент.
- •Кристаллизация и ее этапы. Закономерности кристаллизации. Кривые Таммана.
- •Механизм образования кристаллических зародышей, представление о флуктуациях. Критический зародыш и зависимость его размеров от степени переохлаждения.
- •Влияние примесей на процессы кристаллизации и рекомендации по их использованию.
- •Понятия сплав, механическая смесь, компонент.
- •Фазы в сплавах. Твердые растворы и их типы. Условия неограниченной растворимости.
- •Понятие химического соединения, особенности строения и свойств.
- •Методы построения диаграмм состояния. Правила фаз Гиббса.
- •Диаграмма состояния с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Правила коноды. Кристаллизация и структурообразование сплавов.
- •Д.С. С ограниченной растворимость компонентов в твердом состоянии. Кристаллизация и структурообразование сплавов. Эвтектическое превращение.
- •Д.С. С образованием химического соединения (с промежуточными фазами). Кристаллизация и структурообразование сплавов.
- •Д.С. С перетектическим превращением. Кристаллизация и структурообразование сплавов.
- •Д.С. Железо-углерод. Фазы, линии, критические точки.
- •Д.С. Железо-углерод. Кристаллизация и структурообразование сталей.
- •Зависимость свойств сталей от содержания углерода.
- •Кинетика перлитного превращения.
- •Д.С. Железо-углерод метастабильная. Кристаллизация и структурообразование белых чугунов. Область применения.
- •Д.С. Железо-углерод стабильная. Кристаллизация и структурообразование серых чугунов. Область применения.
- •Классификация серых чугунов. Способы получения. Влияние структуры на свойства серых чугунов.
- •Влияние легирующих элементов на полиморфизм железа. Классификация легированных сталей по структуре в равновесном состоянии.
- •Диаграмма изотермического превращения аустенита. Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства сталей.
- •Перлитное превращение. Влияние скорости охлаждения на дисперсность феррито-цементитных смесей. Квазиэвтектоидные смеси.
- •Мартенситное превращение. Основные особенности, кинетика превращения.
- •Рост аустенитного зерна при нагреве. Балл зерна. Наследственно-мелкозернистые и наследственно-крупнозернистые стали.
- •Классификация термических обработок по назначению. Основные технологические параметры термической обработки.
- •Закалка. Назначение, виды закалки, структура сталей после закалки.
- •Превращения при отпуске.
- •Виды отпуска, их назначение, структура сталей после отпуска, различия в свойствах.
- •Отпускная хрупкость первого и второго рода. Способы ее устранения.
- •Способы закалки.
- •Отжиг 1 и 2 рода. Технологические параметры и назначение основных видов отжига.
- •Полный и неполный отжиг
- •Изотермический отжиг
- •Методы выполнения диффузионного отжига
- •[Высокотемпературный диффузионный отжиг
- •Классификация и маркировка конструкционных материалов
Процессы коагуляция и сфероидизации. Их стимул и механизм.
Горячая и холодная пластические деформации.
В зависимости от соотношения температуры деформации и температуры рекристаллизации различают холодную и горячую деформацию.
Холодной деформацию называют такую, которую проводят при температуре ниже температуры рекристаллизации ( 0,3 - 0,5) Тпл; при этом в металле имеет место наклеп, то есть увеличение прочности металла и снижение его пластичности
Деформацию называют горячей, если ее проводят при температуре выше температуры рекристаллизации ( 0,7 - 0,75 ) Тпл. для получения полностью рекристаллизованной структуры.
Горячая деформация также вызывает упрочнение ("горячий наклеп") которое полностью или частично снимается полигонизацией и рекристаллизацией, протекающих при температурах обработки.
Такие полигонизация и рекристаллизация в отличии от статических называются динамическими
При горячей обработке давлением (прокатке, прессовании, ковке, штамповке) упрочнение в результате наклепа непосредственно в процессе деформации непрерывно чередуется с процессом разупрочнения при динамической рекристаллизации и полигонизации.
Когда металл после деформации имеет частично рекристаллизованную структуру, то такую обработку правильнее называть неполной горячей, или теплой деформацией.
Термодинамические основы фазовых превращений. (Термодинамические потенциалы, фазовое равновесие, второй закон термодинамики.)
Понятия система, фаза, компонент.
Система — совокупность взаимодействующих фаз, образующие сплав. Компоненты – вещества, которые образуют сплав
Фаза - однородная часть неоднородной системы, которая имеет границу раздела и взаимодействует с другими частями. В качестве фаз в сплавах могут быть: 1-жидкие растворы, 2-твердые растворы, 3-компоненты, 4- химические соединения, 5 – интерметаллиды.
Сплав - материал, имеющий металлические свойства и состоящий из двух или большего числа химических элементов, из которых хотя бы один является металлом.
Кристаллизация и ее этапы. Закономерности кристаллизации. Кривые Таммана.
Кристаллизация – это процесс перехода металла из жидкого состояния в твердое (кристаллическое)
Чем больше скорость охлаждения, тем больше степень переохлаждения и меньше время кристаллизации.
Образование зародышей кристаллизации. С понижением температуры степень ближнего порядка и размер микрообъектов с ближним порядком возрастает. Образуются фазовые флуктуации, в которых атомы упакованы так же, как в кристаллах. Они превращаются в центры кристаллизации.
Процесс кристаллизации. Происходит рост как ранее образовавшихся зародышей, так и появление и рост новых зародышей. Когда растущие зерна сталкиваются друг с другом, образуется граница зерна
Чернов Д.К. установил основные законы кристаллизации. Скорость кристаллизации зависит от двух параметров:
От числа зародышей кристаллизации, которые появляются в единицу времени в объеме металла, то есть от скорости образования новых зародышей
От скорости роста размера зародыша
С увеличением ∆Т растет число зерен металла, получается более мелкозернистая структура.
С другой стороны при увеличении ∆Т снижается температура кристаллизации, уменьшается коэффициент диффузии, а следовательно и скорость диффузионных процессов кристаллизации.
Гетерогенное образование зародышей. Самопроизвольное образование может происходить только в высоко чистом жидком металле при больших степенях переохлаждения.
Чаще источником образования зародышей являются всевозможные твердые частицы, которые всегда присутствуют в расплаве.
Если частица примеси имеют одинаковую кристаллическую решетку с решеткой затвердевающего металла (изоморфные примеси) и параметры сопрягающихся решеток примеси и кристаллизующегося вещества отличаются не более, чем на 9%, то они играют роль готовых центов кристаллизации.
Модифицирование - использование специально вводимых в жидкий металл примесей (модификаторов) для получения мелкого зерна по описанному выше механизму (карбиды, нитриды, оксиды).