- •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.
7. Влияние отпуска на механические свойства.
Распад мартенсита при отпуске влияет на весь комплекс механических свойств стали. При низкотемпературном отпуске (200-250ºС) уменьшается склонность стали к хрупкому разрушению. При низком отпуске твердость закаленной и отпущенной стали зависит не от содержания легирующих элементов, а от содержания углерода. После низкого отпуска высокая твердость стали сохраняется, прочность и вязкость несколько возрастают из-за уменьшения микро- и макронапряжений в закаленной стали.
При повышении температуры отпуска до 500-650ºС (высокий отпуск) заметно снижается твердость, предел прочности и текучести, повышается относительное удлинение и сужение. Этот факт объясняется уменьшением содержания углерода в α-твердом растворе, а также сфероидизацией карбидов.
Все легированные стали после отпуска, при одинаковых температурах имеют большую твердость, чем углеродистые. В сталях, содержащих большое количество Cr, W, Mo, в результате высокого отпуска наблюдается повышение твердости, связанное с выделением специальных карбидов, повышающих сопротивление пластической деформации.
8. Виды отпускной хрупкости в легированных сталях.
В легированных сталях могут возникать два вида отпускной хрупкости.
Первый вид хрупкости, называемой необратимой хрупкостью I рода, наблюдается при низком и среднем отпуске (250-400ºС). Отличительной особенностью хрупкости I рода является ее необратимый характер; повторный отпуск при этой же температуре не улучшает вязкости.
Хрупкость этого рода устраняется нагревом до температуры выше 400ºС, но при этом резко снижается твердость. Хрупкое состояние обусловлено возникновением напряженного состояния, получаемого при неоднородном распаде мартенсита.
Хрупкость II рода, называемая обратимой, наблюдается в некоторых сталях, если они медленно охлаждаются после высоко отпуска (500-550ºС) или слишком долго выдерживаются при этой температуре. Этот вид хрупкости не возникает, если охлаждение после отпуска проводят быстро (например, в воде). При быстром охлаждении излом стали волокнистый, при медленном—хрупкий, кристаллический.
Хрупкость II рода, вызванная медленным охлаждением после отпуска, может быть устранена повторным отпуском при температуре 600-650ºС с последующим быстрым охлаждением.
Хрупкость II рода наиболее часто наблюдается в сталях с повышенным содержанием P, Mn, Si, Cr или же при одновременном введении в сталь Cr и Ni или Cr и Mn. Введение в сталь в небольших количествах W (0,5-0,7%) и Mo (0,2-0,3%) значительно уменьшает склонность стали к отпускной хрупкости.
9. Термическое и деформационное старение углеродистых сталей.
Старение – изменение свойств стали, протекающее во времени без заметного изменения микроструктуры. Эти процессы протекают в основном в низкоуглеродистых сталях Различают два вида старения: термическое и деформационное.
Термическое старение протекает в результате изменения растворимости углерода в α-железе. При ускоренном охлаждении с температур 650-700ºС в низкоуглеродистой стали задерживается выделение третичного цементита и при комнатной температуре существует пересыщенный α-твердый раствор. При последующей выдержке при комнатной температуре или при нагреве до 50-150ºС происходит распад твердого раствора и выделение третичного цементита в виде дисперсных частиц. Старение также может быть вызвано выделением из твердого раствора частиц нитрида Fe4N или Fe16N2.
Деформационное (механическое) старение протекает после пластической деформации, если она происходит при температурах ниже температур рекристаллизации и, особенно при температуре 20ºС.
Термическое и деформационное старение повышают прочность и твердость, но одновременно снижают ударную вязкость и повышают порог хладноломкости. При термическом старении такое изменение свойств объясняется тем, что выделившиеся частицы карбидов и нитридов создают микронапряжения и затрудняют движение дислокаций.
При деформационном старении упрочнение связано с образованием группировок из атомов углерода и азота вокруг скоплений дислокаций, что затрудняет их движение. В сталях также возможно термодеформационное старение.
Старение отрицательно сказывается на свойствах многих сталей. Старение может протекать в строительных и мостовых сталях, подвергающихся гибке, при монтаже или сварке, и усиливаясь охрупчиванием при низких температурах. Развитие деформационного старения резко ухудшает штампуемость листовых сталей. Склонность стали к старению снижается при ее модифицировании Al, Ti, V.