- •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.
8. Технология термической обработки стали. Отпуск стали.
Отпуск заключается в нагреве закаленной стали до температур ниже PSK, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью.
Отпуск является окончательной операцией термической обработки, которая частично или полностью устраняет внутренние напряжения, возникающие после закалки. Эти напряжения снимаются тем полнее, чем выше температура отпуска.
Скорость охлаждения также оказывает влияние на величину остаточных напряжений. Чем медленнее скорость охлаждения, тем меньше остаточные напряжения.
Основное влияние на свойства сталей оказывает температура отпуска. Различают три вида отпуска.
Низкотемпературный (низкий) отпуск проводят при нагреве до 250С. При этом, несколько снижаются закалочные напряжения, повышается прочность и немного улучшается вязкость без заметной потери твердости.
Низкому отпуску подвергают режущий и мерительный инструмент из малоуглеродистых и низколегированных сталей, а также детали после цементации, нитроцементации и цианирования. Продолжительность отпуска составляет 1-2,5 часа.
Среднетемпературный (средний) отпуск проводят при нагреве до 350-500С. Такой отпуск обеспечивает высокие пределы упругости и выносливости и релаксационную стойкость. Структура стали после среднего отпуска – троостит или троостомартенсит отпуска.
Охлаждение после нагрева до 400-450С проводят в воде, что способствует образованию на поверхности сжимающих остаточных напряжений, которые увеличивают предел выносливости. Такому виду отпуска подвергают пружины и рессоры.
Высокотемпературный (высокий) отпуск проводят при нагреве до 500-680С. Структура стали после отпуска – сорбит отпуска. При высоком отпуске можно достичь снижения закалочных напряжений до минимального значения. Высокий отпуск дает наилучшее соотношение прочности и вязкости стали.
Закалку с высоким отпуском называют улучшением. Улучшение значительно повышает прочность стали, уменьшает чувствительность к концентраторам напряжений, снижает температуру порога хладноломкости. Длительность высоко отпуска составляет 1-6 часов.
9. Краткая характеристика видов термомеханической обработки.
Термомеханическая обработка (ТМО) заключается в сочетании пластической деформации стали в аустенитном состоянии с закалкой. Различают два основных способа ТМО.
Высокотемпературная термомеханическая обработка. При этом виде сталь деформируют при температуре выше линии GS, когда устойчив аустенит. Степень деформации составляет 20-30% (больше нежелательно во избежание рекристаллизации, которая снижает механические свойства). После деформации следует закалка.
Низкотемпературная термомеханическая обработка. По второму способу сталь деформируют в температурной зоне существования переохлажденного аустенита; причем температура деформации должна быть выше точки Мн, но ниже температуры рекристаллизации. Степень деформации 75-95%. После деформации сразу следует закалка.
После закалки в обоих случаях следует низкий отпуск (100-300С). Такая комбинация позволяет получить очень высокую прочность (B=2200-3000 МПа) при хорошей пластичности и вязкости (=6-8%).
Чаще применяют ВТМО, которая обеспечивает, наряду с высокой прочностью высокое значение сопротивления усталости, сниженную температуру необратимой отпускной хрупкости и пониженную чувствительность к концентраторам напряжений. Такой вид обработки применяют при упрочнении труб, пружин, рессорных полос и т.д.