1. Опишите чем отличается закалка сталей из однофазного и двухфазного состояний для доэвтектоидных и заэвтектоидных сталей.

Закалка – это упрочняющая термическая обработка, которая таким образом изменяет структуру стали, чтобы максимально повысить твердость и прочность.

Закалка из однофазной (аустенитной) области называется полной, а закалка из двухфазной области, где присутствуют аустенит и цементит, - неполной.

Таким образом, доэвтектоидные стали подвергаются полной закалке, а заэвтектоидные – неполной.

Доэвтектоидные стали нагреваются под закалку на 30-50°С выше точки (S).

В структуре доэвтектоидных сталей ниже линии GS присутствует феррит. Если закалить сталь из этой температурной области, то аустенит превратится в твердый и прочный мартенсит, а феррит так и останется в структуре, так как он является равновесный фазой. Поскольку феррит очень мягкий, то его присутствие в закаленной стали снижает ее твердость. Поэтому необходимо нагревать до более высоких температур, где феррит отсутствует.

Для заэвтектоидных сталей такой высокий нагрев не требуется, так как выше линии S, но ниже SE структура состоит из аустенита и цементита. При закалке из этой области аустенит превратится в мартенсит, а цементит сохранится в структуре. Наличие в закаленной стали такой твердой структурной составляющей полезно, потому что мелкие частицы цементита являются дополнительными препятствиями для движения дислокаций, повышают твердость износостойкость.

2. Нарисуйте диаграмму состояния сплавов с полной нерастворимостью компонентов. Дайте обозначение фазам, присутствующим на диаграмме.

Линия abc – ликвидус диаграммы.

Линия dbk – солидус диграммы.

Все сплавы представляют собой в твердом состоянии механическую смесь кристаллов компонентов А и Б, поэтому можно говорить о двухфазной структуре всех сплавов ниже линии солидус(dbk).

Сплав Э с концентрацией компонентов и имеющих самую низкую температуру кристаллизации и плавления. Этот сплав называется эвтектическим(легкоплавким).

В этой системе в жидком состоянии компоненты А и Б растворяются друг в друге, а в твердом не растворяются.

Выше линии ликвидус все сплавы в жидком состоянии.

Точка b – эвтектической.

Эвтектика – мелкая механическая смесь. В твердом состоянии (ниже линии dbk) структура доэвтектических сплавов ( в инервале - ) будет состоять из кристаллов компонента А и эвтектики, структура заэвтектических сплавов ( в интервале - ) – из кристаллов В и эвтектики. Упрочняющая термическая обработка сплавов подобных систем невозможна.

3. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии

Эта диаграмма характеризует систему сплавов двух компонентов, обозначающих твёрдые растворы в ограниченных областях сплавов, за пределами которых образуется механическая смесь из кристаллов твёрдых растворов.

Диаграмма представляет собой комбинацию двух диаграмм:

- диаграмму с полной нерастворимостью компонентов в твёрдом состоянии (с эвтектикой – механической смесью),

- диаграмму с неограниченной растворимостью компонентов в твёрдом состоянии.

Линия АDB – ликвидус,

Линия ACDEB – солидус,

Область ACKРA – область существования твердого раствора α (твердого раствора компонента В в кристаллической решетке компонента А),

Область BEMNB – область существования твердого раствора β (твердого раствора компонента А в кристаллической решетке компонента В).

Область КСDEM – область существования механической смеси двух твёрдых растворов α и β.

Линии КС и ЕМ являются линиями переменной растворимости.

Ниже этих линий из твердых растворов α и β выделяются вторичные кристаллы β₂ и α₂.