Оглавление

Оглавление 2

Контрольная работа №1 3

Контрольная работа №2 8

Список литературы 18

Контрольная работа №1

3. Вычертите диаграмму состояния железоцементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 4,9 % углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

Сплав, содержащий 4,9 % С,  заэвтектический чугун (точка Z – см. Рисунок 1). Заэвтектические чугуны начинают затвердевать с понижением температуры по линии ликвидус CD, когда в жидкой фазе зарождаются и растут кристаллы цементита. Концентрация углерода в жидком сплаве с понижением температуры уменьшается по линии ликвидус.

Рисунок 1 - Диаграмма состояния железо-углерод

При температуре 1147С жидкость достигает эвтектической концентрации 4,3% С (точка С) и затвердевает с образованием ледебурита. После затвердевания заэвтектические чугуны состоят из первичного цементита и ледебурита (аустенит + Fe3C). При понижении температуры эвтектический аустенит обедняется углеродом вследствие выделения избыточного цементита и при температуре 727С распадается с образованием перлита. После охлаждения заэвтектические чугуны состоят из первичного цементита, имеющего форму пластин, и ледебурита (перлит+цементит). Заэвтектический чугун при температурах ниже 727ºС состоит из ледебурита превращенного и цементита первичного.

Таким образом, во время охлаждения расплава, содержащего 4,9 % С, в нем протекают следующие реакции:

1. Ж_4,9  Ж_4,3 + Ц1

2. Ж_4,3 +Ц1 Ц1 + Л (А _2,14 + Ц _6,67)

3. А_{2,14 →} А_0,8  П (Ф₀,₀₃+Ц_6,67)

В чугуне может происходить образование стабильной фазы графита в результате непосредственного выделения его из жидкого (твердого) раствора или вследствие распада предварительно распавшегося цементита. Графит образуется при очень малой скорости охлаждения, когда степень переохлаждения жидкой фазы невелика.

5. Определите металлургическое качество, назначение, а также среднее содержание углерода и легирующих элементов в сталях: 15; У8А; 20ХН4ФА; 9ХС. Определите среднее содержание углерода и легирующих элементов по заданной марке стали (EU): 41Cr4; 9SMn22; X40CrMo13. Приведите маркировку этих же сталей по стандартам России.

1) Сталь 15 – Сталь конструкционная качественная углеродистая со средним содержанием углерода - 0,15%.

Содержание остальных элементов согласно марочнику сталей и сплавов: C 0.12 - 0.19; Si 0.17 - 0.37; Mn 0.35 - 0.65; Ni до 0.3; S до 0.04;P до 0.035; Cr до 0,25; Cu до 0.3; As до 0.08

Сталь 15 применяется: для изготовления листового проката, предназначенного для холодной штамповки; болтов, винтов, крюков и других деталей, к которым предъявляются требования высокой пластичности и работающие при температурах от -40 °С до +450 °С.

2) Сталь У8А – инструментальная высококачественная углеродистая со средним содержанием углерода 0,8%.

Содержание остальных элементов согласно марочнику сталей и сплавов: C0.75 - 0.84; Si 0.17 - 0.33; Mn 0.17 - 0.28; Ni до 0.25; S до 0.018; P до 0.025; Cr до 0.2; Cu до 0.25.

Сталь У8А применяется для инструмента, работающего в условиях, не вызывающих разогрева рабочей кромки: фрез, щенковок, топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых, накатных роликов, кернеров, отверток, комбинированных плоскогубцев, боковых кусачек.

3) 20ХН4ФА – конструкционная качественная легированная сталь со средним содержанием углерода 0,2%

Содержание остальных элементов согласно марочнику сталей и сплавов: C 0.17 - 0.24; Si 0.17 - 0.37; Mn 0.25 - 0.55; Ni 3.75 - 4.15; S до 0.025; P до 0.025; Cr 0.7 - 1.1; V 0.1 - 0.18; Cu до 0.3.

Сталь 20ХН4ФА применяется для следующих деталей: клапаны впуска, болты, шпильки и другие ответственные детали, работающие в коррозионной среде при повышенных температурах (300— 400 °С).

4) 9ХС – инструментальная легированная сталь со средним содержанием углерода 0,9%.

C 0.85 - 0.95; Si 1.2 - 1.6; Mn 0.3 - 0.6; Ni до 0.4; S до 0.03; P до 0.03; Cr 0.95 - 1.25; Mo до 0.2; W до 0.2; V до 0.15; Ti до 0.03; Cu до 0.3.

Применение: сверла, развертки, метчики, плашки, гребенки, фрезы, машинные штампели, клейма для холодных работ. Ответственные детали, материал которых должен обладать повышенной износостойкостью, усталостной прочностью при изгибе, кручении, контактном нагружении, а также упругими свойствами.

5) 41Cr4 - Низколегированная сталь со средним содержанием углерода 0,41%, хрома – 1%, по стандартам России: 40Х.

6) 9SMn22 –автоматная сталь со средним содержанием углерода 0,09%, серы – 0,22%, марганца – меньше 1%, по стандартам России: А11.

7) X40CrMo13 – высоколегированная сталь со средним содержанием углерода 0,40%, хрома – 13%, Содержание молибдена намного меньше, чем хрома, и поэтому в марке не указано, по стандартам России: 40Х13.