Контрольные вопросы:

1. Перечислите характерные свойства металлов. Чем ониобусловлены?

2. Чем отличаются сплавы от простых металлов? Приведите примеры простых металлов исплавов.

3. Почемусплавыприменяютсявтехникезначительношире,чемпростыеметаллы?

4. Какие металлы относятся к черным, какие – кцветным?

5. Какие свойства металлов относятся кфизическим?

6. Какие свойства металлов относятся к химическим, ихопределение?

7. Какие свойства металлов относятся к механическим, их определение? Какие свойства металлов относятся к технологическим, ихопределение?

8. Какова сущность испытания металлов на растяжение? Какие показатели определяют при этом испытании, как они обозначаются и каковы их единицыизмерения?

9. Каковасущностьиспытанияметалловударнойнагрузкой?Какопределяетсявеличинаударнойвязкостии каких единицах онавыражается?

10. Какова сущность испытаний металлов на усталость? Что служит характеристикой усталостиметаллов?

Методические рекомендации по изучению темы 1.2

Строение металлического сплава зависит от того, в какие взаимодействия вступают компоненты, составляющие сплав. Почти все металлы в жидком состоянии растворяются друг в друге в любых соотношениях. При образовании сплавов в процессе их затвердевании возможно различное взаимодействие компонентов.

В зависимости от характера взаимодействия компонентов различают сплавы: механические смеси; химические соединения; твердые растворы.

Кристаллизация сплавов подчиняется тем же закономерностям, что и кристаллизация чистых металлов. Необхо- димым условием является стремление системы в состояние с минимумом свободной энергии.

В сплавах в твердых состояниях, имеют место процессы перекристаллизации, обусловленные аллотропическими превращениями компонентов сплава, распадом твердых растворов, выделением из твердых растворов вторичных фаз, когда растворимость компонентов в твердом состоянии меняется с изменением температуры.

Эти превращения называют фазовыми превращениями в твердом состоянии. Процессы кристаллизации сплавов изучаются по диаграммам состояния.

ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗО – УГЛЕРОД – графическое построение в координатах состав (концен- трация примеси или примесей) – температура. Для металлических сплавов наиболее широко применяется бинарная диаграмма железо-углерод, которая схематически изображена на рисунке. При большом количестве примесей диаграм- мы многомерны, например, при добавлении в сталь одного легирующего элемента соответствующая тройная диаграм- ма состояния является объемной.

Диаграмма состояния железо – углерод приведена на рисунке.

Линии на диаграмме отделяют области су- ществования различных жидких и твердых фаз. Диаграмма построена по данным эксперименталь- ных исследований структуры железоуглеродистых сплавов (сталей и чугунов) после (или в процессе) медленного нагрева и охлаждения.

Шкала концентрации углерода на диа- грамме доведена только до 6,67% С, т.к. сплавы с большей концентрацией углерода не имеют прак- тического применения.

На диаграмме есть области существования следующих фаз: жидкости (Ж), аустенита (А), цементита (Ц), феррита (Ф).

Жидкий раствор углерода в железе суще- ствует при температурах выше линии АВСD на диаграмме, химическое соединение Fe3C (Ц)

цементит соответствует правой области диаграммы и составу 6,67% С, в смеси с другими составляющими цементит может существовать на всем поле диаграммы состояния.

Аустенит (А) – твердый раствор углерода в g-железе может содержать до 1,7%С и существовать при температу- рах выше 723° С.

Феррит (Ф) – твердый раствор углерода в a-железе может содержать не более 0,03%С.

Жидкие фазы (аустенит и феррит) при различных температурах могут содержать различное количество углеро-

да.

Проводя на диаграмме вертикаль, соответствующую составу исследуемого сплава, можно определить как каче-

ственно, так и количественно фазовый состав сплава при различных температурах.

Выбор режима термической обработки сплавов при научных исследованиях и в технологических процессах ос- новывается на диаграмме состояния железо-углерод.

Изучите кристаллическое строение металлов и сплавов, процесс кристаллизации металлов и сплавов, факторы, влияющие на величину и форму зерна, внутренне строение сплавов. Разберитесь в особенностях диа- граммы состояния железоуглеродистых сплавов. Изучите виды и свойства структур железоуглеродистых спла- вов.

Литература: [1, с.24…31]

[7, с.46…53, 67…77]

[3, с.15…31]

Если Вы ответите на контрольные вопросы, то можете считать тему успешно изученной.