- •1. Роль материалов в современной технике. Об истории развития материаловедения как науки
- •2. Материаловедение. Классификация металлов. Атомно-кристаллическое строение металлов. Типы решеток и их характеристики.
- •2.3. Атомно-кристаллическое строение металлов. Типы решеток и их характеристики.
- •3. Реальное строение металла. Анизотропия. Полиморфизм
- •4. Виды дефектов кристаллической решетки. Диаграмма прочность-плотность дефектов.
- •5. Строение металлических сплавов (химические соединения, твердые растворы, механические смеси).
- •6. Диаграмма состояния и ее построение (метод термического анализа). Правило фаз.
- •7. Диаграмма состояния системы с полной нерастворимостью компонентов в твердом состоянии (с эвтектикой).
- •8. Диаграмма состояния системы с полной (неограниченной) растворимостью компонентов в твердом состоянии.
- •9. Диаграмма состояния системы с неполной (ограниченной) растворимостью компонентов в твердом состоянии (с эвтектикой).
- •10. Диаграмма состояния системы с образованием химического соединения. Диаграмма состав-свойства двойных сплавов (по н.С.Курнакову).
- •11. Примеси, фазы и структуры в железоуглеродистых сталях. Качество стали.
- •12. Диаграмма состояния Fe-Fe3c, значение ее линий, классификация сплавов.
- •13. Углеродистые стали, их маркировка, классификация по равновесной структуре, качеству, назначению.
- •14. Автоматные стали (состав, структура, маркировка, применение).
- •15. Чугуны белые и серые. Процесс графитизации. Диаграмма железо-графит.
- •16. Процесс графитизации при отжиге белого чугуна.
- •17. Серые, ковкие, высокопрочные чугуны (получение, маркировка, структура, применение).
- •18. Упругая и пластическая деформация. Влияние пластической деформации на структуры и свойства металлов. Текстура. Наклеп.
- •19. Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла. Рекристаллизация. Холодная и горячая пластическая деформация.
- •20. Стандартные механические свойства и методы их определения.
- •Вязкость – способность материала поглощать механическую энергию внешних сил за счет пластической деформации.
- •Технологические свойства
- •21. Основные виды термической обработки и их классификация. Критические точки для сталей.
- •22. Образование аустенита и рост его зерна при нагреве. Перегрев и пережог.
- •22.1. Образование аустенита при нагревании Механизм и кинетика аустенитизации
- •23. Перлитное превращение переохлажденного аустенита. Диаграмма изотермического распада переохлажденного аустенита.
- •24. Мартенситное превращение. Мартенсит, его строение и свойства.
- •25. Превращение при нагреве закаленной стали. Виды отпуска, строение и свойства стали после закалки и различных видов отпуска. Применение.
- •26. Отжиг, его виды (технология, применение).
- •Полный и неполный отжиг[править | править исходный текст]
- •Изотермический отжиг[править | править исходный текст]
- •Диффузионный (гомогенизирующий) отжиг[править | править исходный текст]
- •Методы выполнения диффузионного отжига[править | править исходный текст]
- •Высокотемпературный диффузионный отжиг[править | править исходный текст]
- •Рекристаллизационный отжиг[править | править исходный текст]
- •27. Закалка, ее виды (технология, применение).
- •28. Закаливаемость и прокаливаемость стали. Дефекты закалки.
- •29. Поверхностное упрочнение стали (закалка, наклеп).
- •30. Химико-термическая обработка. Твердая и газовая цементация (науглероживание).
- •31. Процесс формирования цементованного слоя и его строение.
- •32. Стали для цементации. Термическая обработка после цементации.
- •33. Азотирование стали. Стали для азотирования.
- •34. Нитроцементация стали. Азотонауглероживание.
- •Применение[править | править исходный текст]
- •Оборудование[править | править исходный текст]
- •Структура и свойства нитроцементированного слоя[править | править исходный текст]
- •35. Легирующие элементы в стали. Их влияние на основные превращения и свойства.
- •36. Классификация и маркировка легированных сталей.
- •37. Конструкционные цементуемые легированные стали.
- •38. Конструкционные улучшаемые легированные стали.
- •39. Рессорно-пружинные, шарикоподшипниковые стали.
- •40. Материалы для режущего инструмента, быстрорежущие стали (маркировка, состав, структура, термическая обработка, применение).
- •41. Стали для измерительного инструмента, штамповые стали для деформирования металлов в холодном и горячем состоянии.
- •43. Виды коррозия. Хромистые и хромоникелевые нержавеющие стали.
- •43.1.Виды коррозии по механизму протекания процесса:
- •Виды коррозии по условиям протекания:
- •Виды коррозии по характеру разрушения:
- •44. Жаростойкость и жаропрочность. Жаростойкие и жаропрочные стали.
- •45. Алюминий и его сплавы (деформируемые и литейные).
- •46. Медь и ее сплавы. Латунь, бронза.
- •47. Классификация полимеров по методам получения и поведению при нагревании.
- •48. Неорганические неметаллические материалы, применяемые в технике. Стекло, ситаллы, техническая керамика.
Применение[править | править исходный текст]
Процесс нитроцементации получил широкое распространение в машиностроении для деталей, по условиям работы которых достаточна толщина упрочненного слоя 0,2—1,0 мм. НаВАЗе 94,5 % деталей, упрочняемых химико-термической обработке, подвергаются нитроцементации. Например, нитроцементация широко применяется для упрочнения зубчатых колёс. В этом случае эффективная толщина слоя (до HV 600) для шестерён с модулем 1,5—3,5 мм принимается 0,3 ± 0,1, а при модуле 4,0—5,5 мм — 0,4 ± 0,1.
Оборудование[править | править исходный текст]
Для газовой цементации и нитроцементации применяют практически одинаковое оборудование — шахтные, камерные или проходные печи.
Структура и свойства нитроцементированного слоя[править | править исходный текст]
При оптимальных условиях насыщения структура нитроцементированного слоя должна состоять из мартенсита, небольшого количества карбонитридов и некоторого количестваостаточного аустенита, структура сердцевины из троостосорбита, бейнита или малоуглеродистого мартенсита. В нитроцементированном слое нередко допускается повышенное количество остаточного аустенита, который обеспечивает хорошую прирабатываемость, нешлифуемых автомобильных шестерён, что обеспечивает их бесшумную работу.
В стали 25ХГТ количество остаточного аустенита составляет 25—30 %, а в сталях 25ХГМ и 25ХГМТ достигает 45—50 %. В тех случаях, когда изделие после нитроцементации проходит шлифование, большое количество остаточного аустенита не желательно, так как он не только снижает механические свойства, но и способствует образованию трещин при шлифовании. В американской практике считается допустимым содержание в нитроцементируемом слое остаточного аустенита в количестве, при котором твёрдость после закалки не ниже 60 HRC. Чаще твёрдость слоя составляет 58—64 HRC.
34.2.
35. Легирующие элементы в стали. Их влияние на основные превращения и свойства.
Для улучшения физических, химических, прочностных и технологических свойств металлы легируют, вводя в их состав различные легирующие элементы. Для легирования сталей используются хром, марганец, никель, вольфрам, ванадий, ниобий, титан и другие элементы. Небольшие добавки кадмия в медь увеличивают износостойкость проводов, добавки цинка в медь и бронзу — повышают прочность, пластичность, коррозионную стойкость. Легирование титана молибденом более чем вдвое повышает температурный предел эксплуатации титанового сплава благодаря изменению кристаллической структуры металла.[6] Легированные металлы могут содержать один или несколько легирующих элементов, которые придают им специальные свойства.
Легирующие элементы вводят в сталь для повышения её конструкционной прочности. Основной структурной составляющей в конструкционной стали является феррит, занимающий в структуре не менее 90 % по объёму[7]. Растворяясь в феррите, легирующие элементы упрочняют его. Твердость феррита (в состоянии после нормализации) наиболее сильно повышают кремний, марганец и никель. Молибден, вольфрам и хром влияют слабее. Большинство легирующих элементов, упрочняя феррит и мало влияя на пластичность, снижают его ударную вязкость (за исключением никеля). Главное назначение легирования: повышение прочности стали без применения термической обработки путем упрочнения феррита, растворением в нём легирующих элементов; повышение твердости, прочности и ударной вязкости в результате увеличения устойчивости аустенита и тем самым увеличения прокаливаемости; придание стали специальных свойств, из которых для сталей, идущих на изготовление котлов, турбин и вспомогательного оборудования, особое значение имеют жаропрочность икоррозионная стойкость. Легирующие элементы могут растворяться в феррите или аустените, образовывать карбиды, давать интерметаллические соединения, располагаться в виде включений, не взаимодействуя с ферритом и аустенитом, а также с углеродом. В зависимости от того, как взаимодействует легирующий элемент с железом или углеродом, он по-разному влияет на свойства стали. В феррите в большей или меньшей степени растворяются все элементы. Растворение легирующих элементов в феррите приводит к упрочнению стали без термической обработки. При этом твердость и предел прочности возрастают, а ударная вязкость обычно снижается. Все элементы, растворяющиеся в железе, изменяют устойчивость феррита и аустенита. Критические точки легированных сталей смещаются в зависимости от того, какие легирующие элементы и в каких количествах присутствуют в ней. Поэтому при выборе температур под закалку, нормализацию и отжиг или отпуск необходимо учитывать смещение критических точек.
Марганец и кремний вводятся в процессе выплавки стали для раскисления, они являются технологическими примесями. Марганец вводят в сталь до 2 %. Он распределяется между ферритом и цементитом. Марганец заметно повышает предел текучести, порог хладноломкости, прокаливаемость стали, но делает сталь чувствительной к перегреву. В связи с этим для измельчения зерна с марганцем в сталь вводят карбидообразующие элементы. Так как во всех сталях содержание марганца примерно одинаково, то его влияние на сталь разного состава остается неощутимым. Марганец повышает прочность, не снижая пластичности стали.