- •Вопрос 1. (Закономерности формирования структуры материала)
- •Понятие «структура материала». Атомно-кристаллическая структура материалов. Аморфные и кристаллические материалы. Элементарная ячейка и её характеристики.
- •Обозначение кристаллографических плоскостей и направлений. Анизотропия. Элементарная ячейка гпу. Поры в кристаллической решётке.
- •Типы кристаллов и их свойства. Металлические и ионные кристаллы. Ковалентные и молекулярные кристаллы. Полиморфизм кристаллических тел.
- •Понятия «сплав», «фаза». Виды фаз. Твердые растворы. Промежуточные фазы. Промежуточные связи с металлической связью, фазы внедрения. Анизотропия.
- •Понятия «сплав», «фаза». Виды фаз. Дефекты кристаллического строения: точечные, линейные, поверхностные, объемные.
- •Формирование структуры литых материалов. Первичная кристаллизация. Кривые охлаждения, критический размер зародыша. Ликвация.
- •Формирование структуры литых материалов. Форма и размер кристаллов. Модифицирование. Аморфное состояние материала.
- •Формирование структуры литых материалов. Размер кристаллов при литье и способы их измельчения.
- •9) Упругая и пластическая деформация. Горячая и холодная пластическая деформация. Механизмы пластической деформации.
- •Пластическая деформация монокристаллов и поликристаллов. Изменение структуры и свойств при пластической деформации.
- •Влияние нагрева на структуру и свойства пластически деформированного металла. Текстура деформации.
- •Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов. Компоненты диаграммы, изотермические превращения.
- •Влияние легирующих элементов на равновесную структуру сталей. Критические точки стали. Классификация стали по равновесной структуре (после отжига).
- •Виды термической обработки: отжиг, закалка, отпуск. Термическая обработка сплавов, не имеющих превращений в твердом состоянии.
- •Типы выделений
- •21) Виды термической обработки стали: отжиг, нормализация, закалка, отпуск. Отжиг на зернистый перлит.
- •Термокинетическая диаграмма стали (на примере стали у8). Критическая скорость охлаждения. Закономерности формирования структуры стали при перлитном превращении.
- •Термокинетическая диаграмма стали (на примере стали у8). Критическая скорость охлаждения. Закономерности формирования структуры стали при мартенситном превращении.
- •Термокинетическая диаграмма доэвтектоидной стали (на примере стали 45). Закономерности формирования структуры стали при бейнитном превращении.
- •Особенности мартенситного превращения в сталях. Структура и свойства мартенсита, температура начала и окончания мартенситного превращения в зависимости от количества углерода в стали.
- •1. Бездиффузионный характер.
- •2. Ориентированность кристаллов мартенсита.
- •3.Очень высокая скорость роста кристалла, до 1000 м/с.
- •5. Превращение необратимое.
- •Нормализация и закалка стали. Закалочные напряжения. Способы охлаждения при закалке.
- •Отпуск стали. Виды отпуска. Изменение структуры и свойств стали при отпуске.
- •Химико-термическая обработка стали. Этапы диффузионного насыщения. Азотирование стали: газовое, ионное. Технология азотирования. Структура и свойства азотированного слоя.
- •Нитроцементация стали. Термические способы упрочнения поверхности стали: закалка с нагрева токами высокой частоты. Структура и свойства упрочнённого слоя.
Вопрос 1. (Закономерности формирования структуры материала)
Понятие «структура материала». Атомно-кристаллическая структура материалов. Аморфные и кристаллические материалы. Элементарная ячейка и её характеристики.
Под структурой понимается совокупность устойчивых связей тела, обеспечивающих его целостность. Такое определение является достаточно общим. Поэтому его стараются конкретизировать, например, путем введения дополнительных понятий: кристаллическая структура, аморфная структура. Различают микро- и макроструктуру.
Макроструктура — строение металла, видимое невооруженным глазом или при небольших увеличениях. Выявляет характер излома, усадочные раковины, поры, размеры и форму крупных кристаллов, трещины, химическую неоднородность и тд.
Микроструктура — строение металла, выявл. с помощью свет, и эл-нных микроскопов. Определяет размеры форму кристаллов, их распределение и относительные объемные количества, форму инородных включений и микропустот, ориентирование кристаллов.
Субструктура металла, внутреннее строение зёрен, характеризуемое типом, количеством и взаимным расположением дефектов кристаллической решётки. В недеформированном металле зёрна состоят из блоков (субзёрен), развёрнутых друг относительно друга на углы порядка угловых минут; эти блоки разделены субграницами.
Под атомно-кристаллической структурой понимают взаимное расположение атомов в кристалле. Кристалл состоит из атомов (ионов), расположенных в определенном порядке, который периодически повторяется в трех измерениях. Наименьший комплекс атомов, который при многократном повторении в пространстве позволяет воспроизвести пространственную кристаллическую решётку, называют элементарной ячейкой.
Для характеристики элементарной ячейки используют параметры кристаллической решётки: три ребра а, в, с, измеряемых в ангстремах (1Å = 1* 10-8см) или в килоиксах – kX (1kX = 1,00202 Å) и три угла , , , а также компактность структуры - отношение объема, занимаемого атомами, к объёму ячейки ( для решётки ОЦК = 64 %, для решётки ГЦК = 74 %) и координационное число К - число ближайших соседей данного атома
В кристаллических веществах атомы расположены в строгом порядке — в узлах кристаллической решетки. В аморфных веществах атомы расположены беспорядочно, так же, как и в жидкостях. Кристаллические вещества имеют строго определенную температуру плавления. Это объясняется так: атомы в узлах кристаллической решетки не могут свободно двигаться, а могут лишь совершать небольшие колебания. При нагревании твердого кристаллического вещества атомы в узлах решетки начинают колебаться сильнее. Наконец, при какой-то определенной температуре колебания становятся настолько сильными, что атомы больше не могут удерживаться в кристаллической решетке и вещество плавится, превращаясь в жидкость. Аморфные вещества не имеют строго определенной температуры плавления. Так как в аморфном веществе атомы расположены беспорядочно, то при повышении температуры они приобретают все большую свободу движения, и вещество не плавится, а постепенно размягчается, превращаясь в очень вязкую жидкость. Чем выше температура, тем меньше вязкость, тем более подвижна жидкость.