- •1.1. Макро- и микроструктура металлических материалов.
- •1.2. Атомно-кристаллическое строение металлов. Типы кристаллических решеток. Анизотропия свойств металлов.
- •1.3. Дефекты кристаллического строения. Прочность бездефектных и реальных кристаллических тел.
- •2.1. Особенности жидкого состояния металлов. Механизм и кинетика кристаллизации. Закономерности образования и роста кристаллов.
- •2.2. Аморфные металлы. Полиморфные превращения в металлах.
- •2.3. Сущность процесса модифицирования.
- •2.4. Строение металлического слитка
- •Тема 3 Диаграммы состояния двойных сплавов.
- •3.1. Понятия фазы, компонента, системы. Определения твердых растворов, химических соединений, механических смесей.
- •3.2. Построение диаграмм состояния. Эвтектическая кристаллизация. Правила отрезков.
- •3.3. Диаграмма состояния системы с полной растворимостью компонентов в твердом состоянии.
- •3.4. Диаграмма состояния системы с ограниченной растворимостью компонентов.
- •3.6. Связь между структурой и свойствами сплавов.
- •4.1. Упругая и пластическая деформация.
- •4.2. Влияние пластической деформации на строение и свойства металла, явление наклепа. Возврат и рекристаллизация. Холодная и горячая пластическая деформация.
- •4.3. Определение механических свойств металлов: твердость; характеристики, определяемые при растяжении, при знакопеременном нагружении; ударная вязкость.
- •5.1. Диаграмма состояния железо-цементит.
- •5.2. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали. Углеродистые стали. Классификация и маркировка углеродистых сталей.
- •5.3. Чугуны. Влияние химического состава и скорости охлаждения на структуру чугуна. Серый чугун, ковкий чугун, высокопрочный чугун: классификация, маркировка, применение.
- •6.1. Теория термической обработки стали.
- •6.1.2. Превращения переохлажденного аустенита.
- •6.2. Технология термической обработки.
- •1. Полный отжиг
- •2. Неполный отжиг
- •6.2.2. Закалка стали. Прокаливаемость и закаливаемость стали. Поверхностная закалка.
- •6.2.3. Отпуск стали.
- •7.1. Физические основы химико-термической обработки.
- •7.2. Цементация.
- •7.3. Азотирование.
- •7.4. Цианирование и нитроцементация.
- •7.5. Диффузионная металлизация.
- •Тема 8 легированные стали
- •8.1. Влияние легирующих элементов на полиморфные превращения.
- •8.2. Структурные классы легированных сталей.
- •8.3. Маркировка и применение легированных сталей.
- •8.3.1. Конструкционные легированные стали.
- •8.3.2. Инструментальные стали и сплавы. Быстрорежущие стали, штамповые стали. Твердые сплавы.
- •Тема 9 Коррозионно-стойкие, жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы.
- •9.1. Коррозия электрохимическая и химическая.
- •9.2. Коррозионно-стойкие стали.
- •9.3. Жаростойкость, жаростойкие стали.
- •9.4. Жаропрочность, жаропрочные стали и сплавы.
- •Тема 10 Цветные металлы и сплавы
- •10.1. Алюминий. Деформируемые и литейные сплавы алюминия.
- •10.2. Медь и ее сплавы.
- •10.3. Титан и сплавы титана.
- •10.4. Магний и магниевые сплавы.
- •Тема 11
- •11.1. Термопластичные и термореактивные пластмассы.
- •11.2. Резины.
- •11.3. Композиционные материалы.
6.2. Технология термической обработки.
Основные виды собственно термической обработки стали:
отжиг первого рода,
отжиг второго рода,
закалка,
отпуск
При разработке технологии термической обработки необходимо установить:
режим нагрева деталей (температуру и время нагрева);
характер среды, где осуществляется нагрев, и ее влияние на материал стали;
условия охлаждения.
6.2.1. Отжиг.
Отжиг первого рода.
Характерная особенность этого вида отжига в том, что указанные процессы происходят независимо того, протекают ли в сплавах при этой обработке фазовые превращения или нет. Поэтому можно проводить выше и ниже температур фазовых превращений. Этот вид обработки устраняет химическую или физическую неоднородность, созданную предшествующими обработками.
Гомогенизация (диффузионный отжиг)
проводят с целью уменьшения дендритной, зональной ликвации.
В его основе – диффузия. В результате нагрева выравнивается состав, растворяются избыточные карбиды. Применяется, в основном, для легированных сталей.
Температура нагрева зависит от температуры плавления, ТН = 0,8 Тпл.
Для углеродистых сталей нагрев до 1000–1200С и выдержка 15–20 часов. Только при таких температурах более полно протекают диффузионные процессы, необходимые для выравнивания состава стали.
В результате диффузионного отжига получается крупное зерно, что устраняется последующей термической обработкой, либо при последующей обработки слитка давлением.
Рекристаллизационный отжиг
применяется для снятия наклепа после холодной пластической деформации. Проводят нагрев холоднодеформированной стали выше температуры начала рекристаллизации, выдержку при этой температуре и последующее охлаждение. Температура ТН = 0,4 Тпл, для углеродистых сталей – 650700С (время 0,5–2 часа).
После горячей механической обработки сталь обычно имеет мелкое зерно, но вследствие ускоренного охлаждения структуры неравновесные: сорбит, тростит, бейнит с повышенной твердостью (проводят высокий отпуск).
Отжиг для снятия внутренних напряжений
проводят с целью уменьшения напряжений, образовавшихся в металле при литье, сварке, обработки резанием, шлифовке.
Температура отжига находится в пределах 200–700С.
Детали прецизионных станков (ходовые винты, высоконагруженные зубчатые колеса, червяки) отжигают после основной механической обработки при температуре 570…600oС в течение 2…3 часов, а после окончательной механической обработки, для снятия шлифовочных напряжений – при температуре 160…180oС в течение 2…2,5 часов.
Отжиг второго рода (фазовая перекристаллизация). Нормализация.
заключается в нагреве стали до температур выше точек АС1 или АС3, выдержке и, как правило, последующем медленном охлаждении. В процессе нагрева и охлаждения в этом случае протекают фазовые ( превращения), определяющие структуру и свойства стали.
Является подготовительной операцией, которой подвергают отливки, поковки, прокат. Отжиг снижает твердость и прочность, улучшает обрабатываемость резанием средне- и высокоуглеродистых сталей. Измельчая зерно, снижая внутренние напряженияи уменьшая структурную неоднородность способствует повышению пластичности и вязкости.
В зависимости от температуры нагрева различают отжиг: