- •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
Рекристаллизация и ее типы (первичная, собирательная.) Движущая сила и кинетика рекристаллизационных процессов. Текстура рекристаллизации.
Первичная рекристаллизация или рекристаллизация обработки это образование новых, равноосных зерен вместо ориентированной волокнистой структуры деформированного металла. Происходит в два этапа:
Образование зародышей новых зерен на стыке зерен с наибольшей плотностью дефектов при достижении определенной температруры, так как при дальнейшем повышении температуры подвижность атомов возрастает. При этом плотность дефектов в зародышах новых зерен резко падает.
Рост зародышей. Когда процесс роста закончится ...происходит ....
Образование структуры с новыми равноосными зернами, имеющей малую плотность дефектов.
После завершения первичной рекристаллизации в процессе последующего нагрева происходит рост отдельных зерен за счет поглощения соседних мелких зерен.
Процесс роста новых рекристаллизованных зерен называют собирательной рекристаллизацией, что способствует уменьшению зернограничной (поверхностной) энергии.
Возможны три различных механизма роста зерна при собирательной рекристаллизации.
1. Зародышевый когда после первичной рекристаллизации возникают новые зерна, но их меньше, поэтому величина новых зерен больше
2. Миграционный, – состоящий в перемещении границы зерна и увеличении его размеров. Крупные зерна растут за счет «поглощения» мелких, так как крупное зерно термодинамически более устойчиво
3. Слияние зерен – состоящее в постепенном «растворении» границ зерен и объединении многих мелких зерен в одно крупное.
На межзеренных границах многодефектов и дислокаций в первую очередь. Аннигиляция этих дефектов и есть уничтожение границ зерен. Этот механизм при завершении процесса приводит к образованию очень крупных зерен.
Для незавершенного процесса «слияния» характерна разнозернистая структура, то есть отдельные крупные зерна на фоне мелких.
Движущей силой собирательной рекристаллизации является снижение свободной энергии металла за счет уменьшения площади границ зерен.
Собирательная рекристаллизация является нежелательной, так как крупно-и разнозернистая структура приводит к снижению пластичности и ударной вязкости.
Температура рекристаллизации; влияние чистоты металлов, степени пластической деформации и размера зерна на т р.
В результате рекристаллизации полностью снимается наклеп, прочность снижается, а пластичность увеличивается и свойства приближаются к исходным значениям (до холодной пластической деформации).
Наименьшую температуру начала кристаллизации t п.р при которой протекает рекристаллизация и происходит разупрочнение металла, называют температурным порогом рекристаллизации.
Т п.р. = а*Тпл
для технически чистых металлов составляет 0,4 Тпл,
для чистых металлов (0,1 - 0,2) Тпл,
для сплавов твердых растворов (0,5 - 0,6) Тпл.
Температуры плавления материала: Tр=a*Tпл
Степени пластической деформации: E->F->Tp
Чистоты металла: для особо чистых металлов а = 0,1 0,2;
для технически чистых металлов а = 0,3 0,4; для твёрдых
растворов а = 0,5 0,6 .
Размера зерна: d->Sгран->nзар->Tр