- •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
Структурное упрочнение кристаллов. Основные составляющие критического напряжения сдвига.
Разрушение: хрупкое и вязкое. Условие распространения трещины по Грифитсу.
Под разрушением понимают процесс зарождения и развития в металле трещин, приводящих к разделению его начасти.
Вязкое разрушение обусловлено малой скоростью распространения трещины. Скорость распространение хрупкой трещины достигает 2500 м/с. Поэтому нередко хрупкое разрушение называют "внезапным", или "катастрофическим" разрушением.
По внешнему виду излома отличают:
хрупкий (светлый) излом, поверхность которого характеризуется наличием блестящих плоских участков; такой излом свойственен хрупкому разрушению;
вязкий (матовый) излом, поверхность разрушения которого содержит весьма мелкие уступы – волокна, образующие при пластической деформации зерен в процессе разрушения; этот излом свидетельствует о вязком разрушении.
С точки зрения микроструктуры существует два вида разрушения - транскристаллитное и интеркристаллитное.
При транскристаллитном разрушении трещина распространяется по телу зерна, а при интеркристаллитном она проходит по границам зерен.
Гриффит указал что условия распространения - это трещины. Во-первых рост трещин должен быть энергетически выгодным процессом, и во-вторых должен работать механизм с помощью которого можно осуществлять преобразование энергии.
Температурный порог хладноломкости и влияние на него различных факторов.
Классификация остаточных напряжений после холодной пластической деформации.
Влияние температуры на свойства деформированного материала.
Возврат (отдых и полигонизация). Движущая сила и кинетика процессов.
Состояние наклепанного материала термодинамически неустойчиво (остаточные напряжении, повышенная плотность несовершенств строения).
При нагреве такого металла в нем протекают процессы возврата, полигонизация и рекристаллизации, обусловливающие возвращение всех свойств металла к свойствам до деформации.
Возврат (отдых) и полигонизация
Возврат (отдых) протекает при нагреве до сравнительно низких температур до 0,3Тпл.
При отдыхе происходит:
уменьшение плотности дефектов кристаллической решетки,
уменьшается величина остаточных напряжений в кристаллической решетке.
Структура не меняется, зерна остаются вытянутыми.
Механические свойства при отдыхе изменяются незначительно. Незначительно снижаются предел прочности и предел текучести, незначительно увеличивается пластичность.
В процессе возврата (отдыха) различают две стадии:
первая стадия возврата происходит при температурах ниже 0,2 Тпл и сопровождается уменьшением точечных дефектов (вакансий) и небольшой перегруппировкой дислокаций без образования новых субграниц.
вторая стадия возврата - полигонизация происходит при нагреве до более высоких температур ( 0,25 - 0,3 Тпл.) и заключается в фрагментации кристаллитов на субзерна (полигоны ) с мало угловыми границами.
При увеличении температуры дислокации начинают перемещаться в кристалле под действием сил, возникающих в результате взаимодействия дислокаций.
При этом часть дислокаций противоположного знака взаимно уничтожают друг друга.
Избыточные дислокации одного знака образуют дислокационные стенки, при этом снижается упругое искажение кристаллической, так как зона сжатия одной дислокации совпадает с зоной растяжения соседней дислокации.
Образование дислокационных стенок ведет к появлению внутри внутри зерна малоугловых границ с углом разориентировки «тета».
Поэтому зерно в результате полигонизации разбивается малоугловыми границами на отдельные блоки.
Укрупнение субзерен (полигонов) при увеличении времени или повышения температуры и очищение их объема от дислокаций приводят к снижению прочности