16. Назовите классы повреждений металлов.
Неисправимые и исправимые
Примеры: трещины, раковины, расколы, нарушения структуры.
17. Что называют тепловой и отпускной хрупкости?
Тепловая хрупкость – это явление, при котором, материал после нескольких сотен или тысяч часов эксплуатации теряет свою ударную вязкость, которую имеет при комнатной температуре.
Резкое понижение ударной вязкости при некоторых условиях отпуска. Исходя из сущности отпуска, следовало бы сделать вывод о том, что с повышением температуры отпуска должна повышаться величина ударной вязкости. Однако, как показывает практика, в интервалах температур 250-350 °С и 500-600 °С ударная вязкость внезапно падает. Это явление получило название отпускной хрупкости.
Различают два вида отпускной хрупкости:
Отпускная хрупкость первого рода проявляется при отпуске в интервале температур 250-350 °С у всех сталей, независимо от их состава и скорости охлаждения после отпуска. Поэтому такую хрупкость называют необратимой. Устранить это явление невозможно. Поэтому интервал температур 250-350 °С при проведении отпуска следует избегать. Отпускная хрупкость второго рода (обратимая) обнаруживается после отпуска при температурах выше 500 °С. Характерная особенность такой хрупкости заключается в том, что она проявляется в результате медленного охлаждения после отпуска. Обратимая отпускная хрупкость встречается только в некоторых легированных сталях, в составе которых находятся такие легирующие элементы, как хром, марганец, никель. Это явление возникает в интервале 500-600 °С и только в результате медленного охлаждения. Поэтому для подавления развития обратимой хрупкости охлаждение после выдержки с указанных температур следует проводить как можно с большей скоростью. Хороший эффект при снижении склонности к обратимой отпускной хрупкости достигается введением в состав стали 0,3 % молибдена и 1 % вольфрама.
Следует иметь в виду, что, устранив отпускную хрупкость за счет увеличения скорости охлаждения, можно вновь ее получить, если в дальнейшем деталь из этой стали будет эксплуатироваться при температурах 500-600 °С (почему эта хрупкость и получила название обратимой хрупкости).
18. Проанализировать жидкотекучесть серого чугуна (марку сплава выбрать самостоятельно) и пути ее повышения. Рассмотреть влияние химического состава такого материала на его жидкотекучесть.
Жидкотекучесть серого чугуна и методы её повышения:
Влияние состава чугуна.
Достаточно уже 10 - 20% твердой фазы, чтобы течение чугуна стало невозможным. В связи с этим малоуглеродистый чугун, располагающийся близко к границе между сталью и чугуном (около 2,0% С), характеризуется минимальной истинной жидкотекучестью. Наоборот, эвтектический чугун отличается наибольшей истинной жидкотекучестью. Тем более, следовательно, велика практическая жидкотекучесть эвтектического чугуна (жидкотекучесть при постоянной температуре), так как с приближением к эвтектическому составу температура ликвидуса понижается и относительный перегрев над ликвидусом увеличивается. Поэтому многие исследования показывают, что углерод, кремний, фосфор и марганец повышают практическую жидкотекучесть в до эвтектическом чугуне и понижают ее в за эвтектическом чугуне. Оптимальная жидкотекучесть получается при эвтектическом составе. Свыше эвтектического содержания углерода, кремния и фосфора жидкотекучесть падает.
С увеличением содержания кремния в эвтектических чугунах жидкотекучести падает. Для получения наибольшей жидкотекучести целесообразно пользоваться эвтектическим чугуном с максимальным содержанием углерода, в особенности при высоких температурах заливки.При очень высоком содержании кремния (6-18%) жидкотекучесть чугуна снижается. Все же при эвтектическом составе и этот чугун обладает еще достаточно хорошей жидкотекучестью, обеспечивающей заполнение сравнительно тонкостенных отливок. Фосфор повышает жидкотекучесть чугуна, поэтому допустимо его содержание до 0,4%, но в ответственных чугунных отливках содержится фосфора менее 0,15%, т.к. с ростом содержания его увеличивается хрупкость чугуна. Сера затрудняет графитизацию, увеличивает хрупкость и ухудшает жидкотекучесть чугуна, поэтому серы в чугунах должно быть не более 0,1%. Влияние марганца аналогично влиянию кремния и фосфора, но значительно меньше по интенсивности. При наличии же высокого содержания серы марганец, образуя, резко понижает жидкотекучесть чугуна, что приводит к большому браку по недоливам и спаям.
Медь действует на жидкотекучесть чугуна явно положительно. Хром же понижает жидкотекучесть, в особенности при содержании свыше 1%. Это влияние хрома объясняется повышением температура ликвидуса в хромовом чугуне и образованием оксидных пленок. Также неблагоприятно действует молибден, ванадий, алюминий и др. Однако при малых концентрациях влияние этих элементов на жидкотекучесть чугуна мало заметно.
Влияние температуры заливки.
С повышением температуры заливки увеличиваются теплосодержание, а, следовательно, и жидкотекучесть чугуна. Влияние этого фактора настолько велико, что температура заливки является главной переменной, изменением которой достигается необходимая жидкотекучесть чугуна для заполнения разных форм.
Влияние жидкого состояния чугуна.
Жидкое состояние чугуна также оказывает некоторое влияние на его жидкотекучесть. Так, например, некоторые исследования показывают, что с увеличением температуры перегрева чугуна жидкотекучесть его повышается даже в том случае, когда температура заливки остается без изменения. Таким образом, температура перегрева чугуна действует в том же направлении, что и температура заливки.
Вывод. Выполнив данную практическую работы мы пришли к следующим выводам:
Все графитообразные элементы (фосфор, медь, кремний) повышают жидкотекучесть, а все карбидообразные элементы (хром, титан, ванадий) ее понижают.
Повышение температуры заливки повышает и жидкотекучесть серого чугуна.
Жидкотекучесть чугуна повышается при увеличении температуры перегрева.