7.Связь между свойствами сплава и типом диаграммы состояния. Правило Курнакова.
Между видом диаграммы состояния и свойствами сплава существует определенная связь. Зависимость между типом диаграммы, твердостью и электрическим сопротивлением установил Курнаков. Приведем для рассмотренных выше 3-х типов диаграмм состояния соответствующие закономерности изменения свойств сплава с изменением концентраций. Крайние ординаты на диаграммах соответственно соответствуют чистым компонентам, промежуточные – свойствам сплавов.
1. При образовании в сплавах механической смеси компонентов, свойства таких сплавов изменяются пропорционально изменению в них концентрации компонентов. Точки, характеризующие свойства чистых компонентов, соединяются прямой линией. Линейная (аддитивная) зависимость.
2. В случае образования твердых растворов свойства сплавов в зависимости от концентрации компонентов изменяются по нелинейному закону. Кривая близка к параболе, имеющей максимум и минимум, соответствующие примерно равной концентрации. Некоторые свойства сплава – твердого раствора, в первую очередь электрическое сопротивление, могут значительно отличаться от свойств компонентов. Поэтому распад твердого раствора на 2 (или более) фазы ведет к повышению электропроводности. Это положение называется законом Курнакова.
3. С образованием ограниченных твердых растворов и эвтектики свойства сплавов в интервале концентраций, соответствующих однофазным твердым растворам изменяются по нелинейной зависимости, в 2-х фазной области – по прямой.
Диаграммы состав - свойство имеют важное значение, поскольку позволяют правиьно осуществить выбор сплава с определенными эксплуатационными свойствами.
ОСНОВЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ.
Сущность и назначение термической обработки стали.
Основные виды термической обработки.
Фазовые превращения в стали.
Критические точки образования аустенита.
Механизм образования аустенита из перлита.
1. Сущность и назначение термической обработки стали.
Термической обработкой металлических сплавов, находящихся в твердом состоянии называется совокупность операций нагрева, выдержки при данной температуре и охлаждения с заданной скоростью.
Целью термической обработки является изменение свойств металла путем изменения его структуры. В современном машиностроении широко применяют термическую обработку стали, чугунов и цветных сплавов для создания необходимых свойств: прочности, твердости, износостойкости, обрабатываемости или особых химических и физических свойств.
Различают первичную и вторичную термическую обработку. Назначение первичной термической обработки – подготовить структуру сплава к последующим операциям механической обработки и окончательной термической обработке. В результате вторичной термической обработки сплав получает окончательную структуру и приобретает необходимые механические и физико-химические свойства.
Основными факторами воздействия при термической обработке являются температура и время. Поэтому режим любой термической обработки можно представить графиком в координатах температура-время. tн – время нагрева, tв – время выдержки при постоянной температуре, t0 – время охлаждения.
Режим термической обработки характеризуют следующие параметры: температура нагрева – tmax, т.е. максимальная температура, до которой был нагрет сплав при термической обработке, время выдержки сплава при температуре нагрева tв, скорость нагрева υнагр и скорость охлаждения υохл.
Нагрев или охлаждение с постоянной скоростью характеризуется в координатах t-τ прямой линией с определенным постоянным углом наклона.
При неравномерной скорости нагрева (или охлаждения) истинная скорость является первой производной от температуры по времени (т.е. равна бесконечно малому изменению температуры по времени)
Графически истинная скорость определяется tg угла наклона касательной к кривой нагрева (охлаждения) при заданной температуре.
Термическая обработка может быть сложной, состоящей из ступенчатого нагрева (охлаждения), охлаждения в области отрицательных температур и т.д. Графиком t-τ может быть охарактеризован любой процесс термической обработки.