- •4. Характеристики решіток
- •Глава і. Металознавство - наука про метали і методи дослідження металів
- •Глава 2. Характеристики металічного стану
- •Що таке метали?
- •Типи зв'язку в металах і неметалах
- •Кристалічна будова металів
- •Гис. 5. Зображення атомів в об’ємі кристалічної решітки металів.
- •Кристалографічні позначення атомних площин і напрямків
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава 3. Недосконалості кристалічної будови
- •Точкові дефекти
- •Металів
- •Реальна міцність металів
- •3. Плоскі поверхневі й об'ємні дефекти
- •Глава 5. Кристалізація металів
- •Будова рідкого металу
- •Гомогенна (самодовільна) кристалізація
- •Вплив ступеня переохолодження (швидкості охолодження) на величину зерна металу після кристалізації
- •Гетерогенна кристалізація і вплив умов твердіння на формування кристалів
- •Поліморфні та магнітні перетворення в металах
- •Глава 6. Пластична деформація, рекристалізація. Структура і властивості деформованих і рекристалізованих металів. Руйнування металів
- •Фізичне уявлення про деформацію і зміцнення металів і сплавів. Явище наклепу.
- •Рекристалізації.
- •Гис. 55. Залежність величини зерна після збиральної рекристалізації: а) від температури нагріву; б) від часу витримки; в) від величини попередньої деформації.
- •Гаряча й тепла деформації
- •В'язке й крихке руйнування металів
- •І’ис. 60. Схематичний вигляд поверхні руйнування : а) в’язке; б) крихке.
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава 7. Механічні властивості металів і методи їх визначення
- •Загальні механічні властивості
- •Випробування на розтягування, стискання і згинання
- •Випробування на твердість
- •Випробування на ударну в'язкість
- •Критерії довговічності
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава 8. Теорія сплавів
- •Поняття про сплави, компоненти, системи. Фази і . Іруктури в металічних системах
- •Тверді розчини
- •Хімічні сполуки (проміжні фази)
- •Основні типи простіших діаграм стану двокомпонентних систем. Аналіз структури і властивостей сплавів
- •Побудова діаграм стану двокомпонентних систем. Правило фаз. Правило відрізків.
- •Діаграма стану, коли обидва компонента утворюють необмежені розчини як в рідкому так і в твердому станах
- •Гне 87. Двокомпонентна система з необмеженою розчинністю як в рідкому, так і в твердому стані: а) діаграма; б) крива охолодження сплаву “X”; в) схеми мікроструктур.
- •Діаграми стану, коли обидва компонента утворюють необмежені рідкі розчини і обмежено розчиняються в твердому пані
- •І'ис. 90. Системи з обмеженою розчинністю в твердому стані і утворенням евтектики: а) фазова діаграма; 61 крива охолодження сплаву “X”.
- •Рнс. 93. Діаграма з евтектикою без розчинності компонентів в і иердому стані і крива охолодження доевтектичного сплаву.
- •Сполука АтВп.
- •Діаграми стану систем з необмеженою розчинністю компонентів у рідкому стані і проміжними фазами (хімічними сполуками)
- •Діаграми стану систем з моноваріаіітноіо рівновагою твердих розчинів на основі поліморфних модифікацій компонентів.
- •Системи з обмеженою розчинністю компонентів у рідкому стані (монотеїстичного типу)
- •Вагою).
- •Зв'язок між типом діаграм і характером зміни властивостей сплавів
- •Запитання для самоперевірки
- •Структура сплавів при нерівноважній кристалізації
- •І’ис. 108. Зерна а-твердого розчину (схема): п) після прискореного охолодження (дендритна ліквація); б) ті ж зерна після дифузійного відпалу.
- •Форма кристалів (зерен)
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава 10. Процеси первинної кристалізації металу при зварюванні
- •Особливості будови зварних з'єднань
- •Особливості утворення і росту кристалів при зварюванні
- •Гін і 12. Формування кристалітів зварного шва іііі оплавлених зернах пришовної зони: 1-метал шва; 2-лінія сплавлення; 3-зона термічного впливу; 4-основний метал.
- •Ліквація в зварних швах і фізична неоднорідність металу шва
- •Гпс. 118. Шарувата неоднорідність зварних швів (схема). Вміст ліквіруюних домішок: 1- найвищий; 2-середній; 3- понижений.
- •Утворення гарячих тріщим в зварних швах
- •Металургійні методи регулювання первинної структури зварних швів
- •Запитання для самоперевірки
- •Вуглець
- •Діаграма стану Ре-с. Кристалізація сплавів і їх класифікація
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава 2. Відпал першого роду
- •Дорекристалізаційний і рекристалізаційний відпали
- •Глава 3. Відпал другого роду
- •Р Тві/х ис. 154. Криві початку перетворення переохолодженої фази: 1 - в ізотермічних умовах; 2 - при безперервному охолодженні.
- •Види загартування
- •Загартування без поліморфного перетворення
- •Глава 5. Старіння й відпускання
- •Розбіжності в поняттях старіння й відпускання
- •Структурні зміни при старінні
- •Змінений властивостей при старінні
- •Вибір режиму старіння
- •Запитання для самоперевірки
- •Частина III. Термічна обробка сталей і зварних з'єднань
- •Глава 1. Критичні точки в сталях і класифікація основних видів перетворень
- •Глава 2. Перетворення в сталі при нагріві (утворення аустеніту)
- •Механізм і кінетика аустенізації
- •Ріст зерна аустеніту
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава 3. Перетворення в сталі під час повільного охолодження (перетворення аустеніту в перліт)
- •Глава 4. Перетворення аустеніту під час швидкого охолодження сталей
- •І’ис. 180. Субструктура мартенситних кристалів при вивченні в електронному мікроскопі “на просвіт”, ч20000. Пластини мартенситу складаються з великої кількості близько розташованих двійників.
- •Властивості сталей і сплавів після загартування на мартенсит
- •Еретворення аустеніту під час безперервного охолодження. Діаграми неізотермічного (термокінетичного) розпаду аустеніту
- •Відстань від торця, що охолоджується, мм Рис. 191. Смуга прогартовуваності сталі 40.
- •Глава 5. Відпускання сталей
- •Структурні зміни при відпусканні сталей
- •Мікроструктура і механічні властивості сталей після підпускання. Види відпускання і їх призначення
- •Глава 6. Технологія термічної обробки сталей
- •Види гартувань сталей, їх призначення і технологічні параметри
- •Вибір температур гартування «
- •І’кс. 202. Твердість сталі в залежності від вмісту вуглецю і температури гартування: 1- нагрів вище Ас3 (Аст); 2-нагрів вище тільки Асі (770°с); 3-мікротвердість мартенситу (а. П. Гуляєв).
- •Тривалість нагріву і вибір середовища нагріву при гартуванні
- •Охолоджуючі середовища для загартування
- •Внутрішні напруження в загартованих сталях
- •Способи загартування
- •І циліндричної деталі при поверхневому гартуванні з нагрівом свч: 1-індуктор; 2- деталь.
- •Зв'язок мікроструктури зварного з'єднання з діаграмою с гану залізо - цементит
- •Металу.
- •Гне. 218. Вплив ступеня переохолодження нижче рівноважної температури а| на зміну складу евтектоїда вуглецевих сталей.
- •Діаграми неізотермічного перетворення аустеніту для умов зварювання
- •Холодні тріщини в зварних з'єднаннях
- •Глава 8. Термічна обробка зварних з'єднань
- •Роль термічної обробки в забезпеченні надійності зварних конструкцій
- •Основні види термічної обробки зварних з'єднань
- •Конструкцій.
- •Глава 9. Зварюваність сталей і сплавів
- •Частина IV. Конструкційні сталі і сплави та їх зварюваність
- •Глава 1. Вуглецеві конструкційні сталі
- •Вплив вуглецю і домішок па структуру, властивості і застосування вуглецевих сталей
- •І СтЗсп
- •Зварюваність вуглецевих конструкційних сталей
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава 2. Основи легування конструкційних сталей і сплавів
- •Розвиток сучасної промисловості і загальні вимоги до конструкційних матеріалів
- •Легуючі елементи в сталях
- •Вплив легуючих елементів на поліморфізм заліза і властивості фериту і аустеніту
- •Карбідна фаза в легованих сталях
- •Інтерметалічні сполуки
- •Вплив легуючих елементів на перетворення в сталях
- •Класифікація легованих сталей за якістю
- •Класифікація легованих сталей за структурою у рівноважному стані
- •Класифікація легованих сталей за структурою у нормалізованому стані
- •Запитання для самоперевірки
- •Глава з, конструкційні леговані сталі загального призначення
- •Основні легуючі елементи конструкційних сталей і мета їх введення
- •Будівельні і трубні леговані сталі
- •Особливості зварювання низьковуглецевих легованих і і ллей загального призначення
- •Особливості зварювання середньовуглецевих легованих сталей та їх термічна обробка
- •Мартенситно-старіючі високоміцні сталі
- •Високоміцні сталі з високою пластичністю (твір- сталі)
- •Зносостійкі сталі
- •Запитаним для самоперевірки
- •Глава 4. Конструкційні леговані сталі і сплави з особливими властивостями
- •Корозостінкі сталі
- •Види корозії металів
- •Високохромисті нержавіючі і кислототривкі сталі
- •Особливості процесів структуроутворення зварних з'єднань високохромистих сталей і їх термічна обробка
- •Високохромисті нержавіючі сталі аустенітно-мартсм ситного класу та їх зварюваність
- •Хромонікелеві корозостійкі сталі й сплави. Хімічний склад,структура, властивості
- •Вплив процесів зварювання на структуру хромонікелевих корозостіііких сталей
- •Жаростійкі сталі й сплави
- •Особливі властивості, хімічний склад і мікроструктура
- •Особливості зварювання жаростійких сталей
- •Жароміцні сталі й сплави
- •Теоретичні основи жароміцності і класифікація жароміцних сталей і сплавів
- •Теплостійкі сталі перлітного класу. Загальна характеристика, структура і термічна обробка
- •"Турбоатома").
- •Особливості структуроутворення в зварних з'єднаннях теплостійких сталей
- •Вибір режимів термічної обробкзі зварних виробів з теплостійких сталей
- •Технологічних зварних проб із сталі 15x1 міф (в. М. ЗсмзініР. 3. Шрон): •-тріщини; о-тріщин немає.
- •Жароміцні сталі мартенситно-феритного і мартеисит- ііого класів. Класифікація, мікроструктура і термічна обробка
- •Особливості структуроутворення при зварюванні жароміцних сталей мартсіїситіїо-феритного і маргеиситіїого класів і їх термообробка
- •Зварюваність жароміцних аустенітних сталей і сплавів на нікелевій основі
- •Предметний покажчик
- •4 Лінійні дефекти
- •60 Щільність дислокацій
- •7 Вуглецеві сталі, їх структура, класифікація і маркування
- •8 Пороки макро- і мікроструктури сталей
- •9 Відпал, що зменшує напружений
- •10 Методи визначення зерна в сталі
- •11 Бейпітне перетворення
- •13 Термомеханічна обробка сталей (тмо)
- •14 Поверхневе гартування сталей
- •15В середині марки сталі.
- •17 Сталі для кріогенної техніки
Запитання для самоперевірки
Як впливає вуглець на структуру і механічні властивості сталей?
Які елементи постійно присутні у вигляді домішок в складі будь-якої сталі?
Які домішки в сталі являються шкідливими і в чому проявляється їх шкідливість?
Чим відрізняються за хімічним складом і властивостями киплячі сталі від спокійних?
Чому неможливо киплячу сталь використовувати для виготовлення конструкцій і деталей машин, які експлуатуються при температурах від -40 до -50°С?
Які вуглецеві сталі звичайної якості можливо використовувати для відповідальних зварних конструкцій?
Які існують показники оцінки зварюваності вуглецевих сталей?
Як впливає підвищення кількості вуглецю на зварюваність
*
сталей? Чи існує небезпека утворення гарячих тріщин?
Як відрізняється зеренна структура зварного шва і пришов- ної зони основного металу після дугового зварювання під флюсом і після електрошлакового зварювання?
В якому разі призначається термічна обробка зварних з'єднань вуглецевих сталей?
Глава 2. Основи легування конструкційних сталей і сплавів
Розвиток сучасної промисловості і загальні вимоги до конструкційних матеріалів
В наш час усі відповідальні деталі машин, конструкції і споруди виготовляються з легованих сталей - сплавів на основі заліза, в яких, крім вуглецю і домішок, присутні інші елементи, спеціально введені у будь-якій кількості. Такі елементи називаються легуючими. Леговані сталі застосовуються, починаючи з XX століття, коли розвиток машинобудування, енергетики, військової техніки, підвищення швидкостей залізничного транспорту висунули на перший план необхідність створення нових сталей і сплавів, більш міцних, надійних і довговічних.
Особливо швидко розвивалося металознавство легованих сталей у Німеччині після 20-х років, в СРСР перед другою світовою війною, а у післявоєнний період також в США, Англії і Японії. Потреба в нових якісних легованих сталях і сплавах постійно зростає, тому що створення нових матеріалів є основою прискорення науково-технічного прогресу сучасної промисловості.
Розвиток машинобудування потребує використання високоміцних сталей (а«=2000-3000 МПа), створення яких можливе шляхом економного комплексного легування і використання комбінованих методів зміцнюючої термічної обробки. Необхідність розвитку хімічної, нафтохімічної і атомної промисловостей поставила задачу по вдосконаленню корозостійких сталей і сплавів. Виникла потреба в нержавіючих сталях високої міцності, легованих азотом, кріогенних сталях, а також в сплавах на нікелевій основі. Енергетика, дви- гунобудування, спеціальні галузі техніки потребують удосконалення жароміцних і жаростійких сталей і сплавів.
Отже, леговані конструкційні сталі та сплави повинні мати такі властивості, які можуть забезпечити надійну й довговічну експлуатацію машин і конструкцій, працюючих в умовах високих динамічних навантажень, великих напружень прй високих або низьких температурах, в агресивних середовищах.
В зв'язку з цим леговані сталі повинні володіти: високою границею текучості (аод), яка є основною характеристикою для розрахунків деталей машин і конструкцій; високою пластичністю (8, у); достатньо високим опором крихкому руйнуванню (КСІІ; КСТ; К-іс) і низьким порогом холодноламкості (Т50). Довговічність роботи виробів залежить від опору втомленості (о-і) та інших особливих характеристик металу (зносостійкості, жароміцності, корозійної стійкості тощо). Весь цей комплекс властивостей визначає конструкційну міцність сталей.
Конструкційна міцність сталей залежить від багатьох факторів: хімічного складу, способу виплавлення (очищення від шкідливих домішок), термічної обробки, величини зерна, дислокаційної будови, набутої після деформаційного зміцнення, а також від дисперсійного і субструктурного зміцнення.
Велике значення мають також технологічні властивості сталей і сплавів, у зв'язку з чим вони повинні: добре оброблятися тиском, різанням, не утворювати шліфувальних тріщин, відрізнятись високою прогартовуваністю, не бути схильними до зневуглецьовування, деформацій і тріщиноутворення під час термічної обробки.
Будівельні й трубні сталі повинні добре зварюватись усіма способами зварювання .
Окрім того, легування сталей повинно здійснюватись, перш за все, недорогими і недефіцитними елементами і в невеликій кількості з тим, щоб застосування таких сталей було економічно вигідним для підприємств.