- •1. Макро- и микроструктура металлов. Методы исследования металлов.
- •2. Атомно-кристаллическая структура металлов. Виды кристаллических решеток.
- •3. Дефекты кристаллической решетки металлов.
- •Формирование структуры металлов при кристаллизации.
- •4. Гомогенная (самопроизвольная) кристаллизация.
- •5. Число центров кристаллизации. Величина зерна.
- •6. Гетерогенное образование зародышей. Модифицирование.
- •7. Строение металлического слитка.
- •8. Полиморфные превращения.
- •Фазы и микроструктура в металлических сплавах.
- •2. Химические соединения.
- •3. Механические смеси.
- •Формирование структуры сплавов при кристаллизации.
- •1. Процесс кристаллизации и фазовые превращения в сплавах.
- •2. Диаграммы фазового равновесия.
- •3. Диаграммы состояния сплавов, образующих неограниченные твердые растворы.
- •4. Неравновесная кристаллизация.
- •5. Дендритная (внутрикристаллитная) ликвация.
- •6. Диаграммы состояния сплавов, образующих ограниченные твердые растворы.
- •7. Ликвация по плотности.
- •8. Диаграммы состояния сплавов, компоненты которых имеют полиморфные превращения.
- •1. Компоненты и фазы в системе железо-углерод.
- •2. Диаграмма состояния железо-цементит (метастабильное равновесие).
- •3. Влияние углерода, постоянных примесей и легирующих элементов на свойства стали.
- •1. Теория термической обработки стали. Превращение ферритно-карбидной структуры в аустенит при нагреве.
- •2. Теория термической обработки стали. Рост зерна аустенита при нагреве.
- •2. Теория термической обработки стали. Влияние величины зерна на свойства сталей. Определение и выявление величины зерна.
- •3. Теория термической обработки стали. Перлитное превращение переохлажденного аустенита.
- •4. Теория термической обработки стали. Мартенситное превращение в сталях.
- •5. Влияние легирующих элементов на устойчивость переохлажденного аустенита. Превращение аустенита при непрерывном охлаждении.
- •6. Превращение мартенсита и остаточного аустенита при нагреве.
- •7. Влияние отпуска на механические свойства.
- •8. Виды отпускной хрупкости в легированных сталях.
- •9. Термическое и деформационное старение углеродистых сталей.
- •1. Технология термической обработки стали. Отжиг I рода.
- •2. Технология термической обработки стали. Отжиг II рода.
- •3. Технология термической обработки стали. Закалка, выбор температуры закалки.
- •4. Технология термической обработки стали. Продолжительность нагрева деталей для закалки, охлаждающие среды.
- •5. Технология термической обработки стали. Закаливаемость и прокаливаемость стали.
- •6. Технология термической обработки стали. Внутренние напряжения в закаленной стали.
- •7. Технология термической обработки стали. Способы закалки.
- •8. Технология термической обработки стали. Отпуск стали.
- •9. Краткая характеристика видов термомеханической обработки.
- •10. Технология термической обработки стали. Дефекты, возникающие при термической обработке.
- •1. Теория химико-термической обработки сталей. Понятие эффективной толщины диффузионного слоя.
- •2. Цементация. Образование цементованного слоя. Цементация в твердом и газовом карбюризаторе.
- •3. Азотирование. Технология процесса азотирования.
- •4. Нитроцементация и цианирование. Особенности процессов.
- •5. Борирование, силицирование. Виды диффузионного насыщения металлами.
- •Порошковые антифрикционные материалы на основе железа. Структура. Область применения. Технология получения деталей.
- •Полимеры и пластмассы. Их классификация и способы получения.
- •Неорганические стекла. Классификация и область применения.
2. Теория термической обработки стали. Влияние величины зерна на свойства сталей. Определение и выявление величины зерна.
Величина зерна стали не оказывает существенного влияния на стандартный комплекс механических свойств, но с ростом зерна резко снижается ударная вязкость, особенно при высокой твердости, уменьшается работа распространения трещины и повышается порог хладноломкости. Чем крупнее зерно, тем более сталь склонна к закалочным трещинам и деформациям.
Выявление и определение величины зерна. Размер зерна аустенита определяется различными способами: цементацией, окислением, по ферритной или цементитной сетке и травлением границ зерен.
По методу цементации образец доэвтектоидной стали насыщают углеродом в течение 8 часов при температуре 930ºС. При этом процессе содержание углерода в поверхностных слоях аустенита достигает заэвтектоидной концентрации. При дальнейшем медленном охлаждении по границам зерен аустенита выделяется вторичный цементит, образующий сетку, по которой после охлаждения определяют величину зерна аустенита.
При применении метода окисления шлиф нагревают в защитной атмосфере и после выдержки в печь подают воздух. Затем шлиф охлаждают в воде, полируют и травят. Границы бывших зерен аустенита выявляются на шлифе сеткой окислов.
Метод, основанный на образовании сетки феррита, применяют для доэвтектоидных сталей, а метод образования сетки цементита – для заэвтектоидных. Образцы нагревают до заданной температуры и охлаждают со скоростью, обеспечивающей образование сетки феррита или цементита.
Более перспективный метод определения величины зерна основан на применении специальных микроскопов с нагревательной вакуумной камерой. В этом случае непосредственно наблюдают зерно аустенита, существующее при высокой температуре.
Зерна, видимые на шлифе, сравнивают с эталонными изображениями. Величина зерна оценивается в баллах. Между номером зерна N (баллом) и количеством зерен n, помещающихся на 1 мм2 шлифа существует следующая зависимость: n=2N+3. Стали с номером зерна от 1 до 5 относят к группе крупнозернистых, а стали с номером от 6 до 15 – к группе мелкозернистых.
3. Теория термической обработки стали. Перлитное превращение переохлажденного аустенита.
Это превращение носит диффузионный характер. Следует это из того, что однородный по концентрации аустенит, распадается с образованием феррита (обедненного углеродом) и цементита (6,67% С).
Частицы цементита образуются на границах зерен аустенита. В результате их роста, прилегающий к цементиту аустенит, обедняется углеродом и испытывает полиморфное превращение , то есть образуется феррит.
Дальнейший рост ферритных пластин приводит к обогащению углеродом окружающего аустенита, что затрудняет развитие превращения. В обогащенном аустените вновь создаются условия для зарождения пластин цементита, что, в свою очередь, создает условие для дальнейшего образования и роста ферритных платин.
В результате происходит совместный рост кристаллов цементита и феррита. Продукты перлитного превращения имеют пластинчатое строение. Чем больше степень переохлаждения, тем более мелкая получается структура. В зависимости от толщины пластин различают мелко-, средне- и грубодифференцированный перлит (троостит, сорбит, перлит).
Граница между ними весьма условна. Различие между структурами заключается в том, что троостит и сорбит не стабильные структуры, то есть могут содержать углерода как 0,8%, так более или менее. Существует различие в твердости и прочности получившейся структуры. Чем мельче пластины (троостит) тем данные показатели увеличиваются. Относительное удлинение и сужение выше у сорбита.