Реферат.

Число страниц:

Число рисунков:

Число таблиц:

Количество использованных источников:

Содержание.

Индивидуальное задание.

Реферат.

Содержание.

Введение и постановка задачи.

1. Литературный обзор.

   1. Теплостойкие стали.

   2. Азотирование.

   3. Ионное азотирование.

   4. Формирование диффузионного слоя при ионном азотировании.

2. Основные положения. Физическая мезомеханика поверхностно-упрочненных сталей.

3. Материалы и методика исследований.

   1. Оптико-телевизионные измерительные системы.

   2. Описание установки для растяжения ИМАШ 20-78.

4. Эксперементальная часть.

   1. Исследование процессов пластической деформации на мезоуровне стали 12Х1МФ при статическом растяжении.

Безопасность жизнидеятельности.

Заключение.

Список использованной литературы.

Введение и постановка задачи.

Изучение механизмов пластической деформации поверхностно упрочненных материалов представляет большой теоретический и практический интерес. Различные варианты поверхностного упрочнения позволяют получать выгодные сочетания свойств поверхности ( твердость, износостойкость, коррозионную стойкость и др) и сердцевины (прочность, вязкость), и благодаря этому широко используются в промышленности. Поверхностное упрочнение изделий позволяет существенно повышать долговечность и надежность работы обработанных изделий.

В настоящее время существует большое количество методов поверхностного упрочнения стальных деталей: химико-термическая обработка, поверхностная закалка, плазменная обработка, поверхностный наклеп и т. д.. Одним из широко используемых вариантов поверхностного упрочнения является азотирование, в частности ионное азотирование. Оно имеет ряд существенных достоинств: высокая поверхностная твердость при невысокой хрупкости, плавный переход от упрочненной поверхности к сердцевине материала, небольшая длительность процесса, хорошая регулируемость, сохранение размеров и чистоты поверхности, экономичность, экологичность и др.

Поверхностное упрочнение существенно изменяет характер процессов, происходящих при пластической деформации: меняются механизмы деформации, механические свойства, характер разрушения. Необходимы адекватные представления о механизмах пластической деформации, усталостного разрушения, изнашивания и других явлений для прогнозированияповедения упрочненных изделий, и для оптимизации технологии поверхностного упрочнения.

В настоящее время представление о влиянии поверхностного упрочнения на износостойкость, усталостную прочность и другие характеристики поверхностно упрочненных деталей не могут верно развиваться без привлечения понятий физической мезомеханики структурно-неоднородных материалов. За последние десять лет она получила убедительное экспериментальное и теоретическое обоснование и позволила наметить пути соединения механики сплошной среды с физикой пластичности и прочности, которая базируется на теории дислокаций.

В работе ставилась задача исследовать влияние внутренней структуры, определяемой термообработкой и поверхностным упрочнением методом ионного азотирования на механические свойства и на механизмы пластической деформации теплотехнической стали 12Х1МФ.

1.Литературный обзор

1.1.Теплостойкие стали.

Большинство деталей выходят из строя вследствии усталости металла, при этом усталостные трещины возникают на поверхности, главным образом, из мест концентраторов напряжений. Некоторые изделия, работающие в соприкосновении с водой или агрессивной средой, выходят из строя из за коррозии которая начинается с поверхности. Поэтому стали использовать теплостойкие стали.

Материалы, способные работать в нагруженном состоянии при температурах до 600⁰С в течение определенного времени называют теплостойкими. Наиболее распространены в современной техники жаропрочные стали. Это объясняется их невысокой стоимостью и хорошими технологическими свойствами. По масштабам применения они занимают ведущее место при температурах 500-700⁰С. При температурах ниже 450⁰С целесообразно использовать обычные конструкционные стали.

Для деталей, работающих в нагруженном состоянии при температурах до 600⁰С в течение длительного времени, применяют главным образом стали на основе железа (перлитные, мартенситные) и их лассифицируют как теплостойкие стали (теплоустойчивые). При температурах выше 600⁰С в основном, используют жаропрочные аустенитные стали.

Теплостойкие стали, разделяют на низколегированные и среднелегированные перлитного и мартенситеого класса (ГОСТ 20072-74), и высоколегированные хромистые стали (ГОСТ 5632-72). Перлитные стали предназначены для длительной эксплуатации при температурах 450-580⁰С и применяются в основном в котлотрубостроении, для изготовления пароводных и пароперегревательных труб. Необходимая теплостойкость перлитных сталей достигается комплексным легированием хромом, молибденом, ванадием, ниобием; содержание каждого из этих элементов не превышает 1 % за исключением хрома, содержание которого для повышения жаростойкости доводит до 2,5-3,0 % . Эти стали низкоуглеродистые с содержанием 0,08-0,15 % С (иногда до 0,2-0,3 % С). Перлитные стали пластичны в холодном состоянии удовлетворительно обрабатываются резанием и свариваются. По теплопроводности и тепловому расширению они близки к обычным конструкционным сталям.

Критерием жаропрочности перлитных сталей является предел ползучести допустимой деформации 1% за 10 тыс. или 100тыс. часов.

Так как температура перегретого пара в современных энергоустановках превысила 510⁰С, поэтому в котельном производстве используют хромомолибденованадиевые стали (12Х1МФ, 15Х1М1Ф). Наиболее широкое применение при температурах нашла сталь 12Х1МФ, которая применяется на всех мощных электростанциях для изготовления пароперегревателей, паропроводов и т.п.

Химический состав стали 12Х1МФ приведен в таблице 1.

Таблица 1-Химический состав стали 12Х1МФ.

Марка	Содержание элементов, %
элементы	Плавк С	Si	Mn	Mo	Сr	V	Ni	Cu	S	P_
12Х1МФ	0.08-0.15	0.17-0.37	0.40-0.70	0.25-0.35	0.9-1.2	0.15-0.3	0.25	0.25	0.25	0.03

Большая жаропрочность этой стали, объясняется тем, что ванадий в ней упрочняет твердый раствор, уменьшает скорость диффузионных процессов, а молибден повышает устойчивость стали против отпуска. Большинство деталей выходят из строя вследствие усталости металла, при этом усталостные трещины возникают на поверхности, главным образом, из мест концентраторов напряжений. Некоторые изделия, работающие в соприкосновении с водой или агрессивной средой, выходят из строя из-за коррозии, которая начинается с поверхности. Поэтому, для повышения долговечности, надежности и стойкости в агрессивной среде детали оказалось целесообразным упрочнять лишь поверхностные слои. В данной работе исследуемую сталь 12Х1МФ подвергали поверхностному упрочнению методом ионного азотирования.