
- •Материаловедение и технология конструкционных материалов. Лекции 5-й семестр. Лектор: Волков Павел Владимирович.
- •07.09.07.
- •Краткая терминология.
- •Глава 1. Кристаллическое строение металлов.
- •§ 1. Основные типы кристаллических решеток и их характеристики.
- •1. Кубическая объемоцентрированная (оцк).
- •2. Кубическая гранецентрированная (гцк).
- •2. Замещающий атом.
- •Г). Объемные дефекты.
- •§ 4. Анизотропия свойств кристалла.
- •21.09.07 Теоретическая прочность.
- •§ 5. Дислокационный механизм пластической деформации.
- •§ 2. Дислокационный механизм пластической деформации.
- •§ 3. Зависимость прочности от плотности дислокаций.
- •Кривая Одинга
- •Основные характеристики механических свойств.
- •§ 1. Испытание на растяжение.
- •А) до испытаний б) после испытаний
- •28.09.07.
- •Характеристики прочности:
- •Характеристики пластичности:
- •3). Способ Виккерса.
- •Общие замечания.
- •§ 3. Испытание на ударный изгиб.
- •05.10.07.
- •Кристаллизация металлов.
- •§ 1. Схема процесса кристаллизации.
- •§ 2. Энергетические условия процесса кристаллизации.
- •§ 3. Взаимосвязь между основными параметрами кристаллизации.
- •12.10.07.
- •§ 4. Зависимость критического радиуса зародыша от степени переохлаждения.
- •§ 5. Строение металлического слитка.
- •4. Усадочная раковина.
- •Раздел 2. Строение сплавов.
- •Твердые растворы замещения.
- •Твердые растворы внедрения.
- •19.10.07. Диаграмма состояния.
- •Правила отрезков.
- •Для Для
- •Для Для
- •26.10.07.
- •Разновидности диаграмм состояния 3-го типа.
- •Диаграммы состояния 4-го типа.
- •Диаграмма железо-цементит.
- •§ 1. Полиморфизм железа.
- •§ 2. Основные структурные составляющие углеродистых сталей и чугунов.
- •02.11.07.
- •Верхний левый угол диаграммы железо-цементит.
26.10.07.
линия
ликвидус
линия
солидус
эвтектическая
линия
линия
предельной растворимости компонента
в
.
Максимальная
растворимость компонента
в
в точке
Минимальная
растворимость компонента
в
в точке
линия
предельной растворимости компонента
в
.
Строим кривые охлаждения.
Ниже
точки
из кристаллической решетки выделяются
атомы
и на основе компонента
формируется твердый раствор
.
Разновидности диаграмм состояния 3-го типа.
1-й
случай:
компонент
в
имеет ограниченную растворимость, а
компонент
в
практически нерастворим.
2-й
случай:
с понижением температуры растворимость
в
уменьшается, а
в
остается неизменной.
Диаграммы состояния 4-го типа.
Диаграммы состояния 4-го типа характерны для сплавов, компоненты которых образуют химические соединения.
1-й случай: с устойчивым химическим соединением.
компонент.
Разбиваем эту диаграмму на две.
2-й случай: с неустойчивым химическим соединением.
3-й случай: с твердым раствором на базе химического соединения.
твердый
раствор на базе химического соединения
.
У
решетка отличается от решеток
и
.
I
тип:
если в сплавах образуются механические
смеси (на диаграмме I
типа это эвтектика компонентов
и
),
то свойства изменяются по линейному
закону, причем свойства сплавов находятся
в интервале свойств компонентов
и
и определяются количественным соотношением
компонентов
и
.
II тип: если в сплавах образуется твердый раствор, то свойства изменяются по криволинейной зависимости и особенно резко в области малых концентраций.
III тип: в однофазных областях свойства изменяются по криволинейной зависимости, в двухфазных наблюдается линейная зависимость изменения свойств.
IV
тип: свойства
химического соединения резко отличаются
от свойств компонентов. При концентрации,
соответствующей
наблюдается экстремум свойств.
Изменение
свойств в интервале от
до
и от
до
зависит от того, какой тип диаграммы
состояния образуют компоненты
и
при взаимодействии с
.
Диаграмма железо-цементит.
Диаграмма железо-цементит характерна для сплавов.
Сталь-
сплав железа с углеродом с содержанием
углерода до
.
Чугун-
сплав железа с углеродом с содержанием
углерода от
до
.
Диаграмма
железо-цементит- это часть большой
диаграммы железо-углерод. На практике
рассматриваются только те сплавы,
содержание углерода в которых не более
,
поэтому изучать всю диаграмму не
требуется.
§ 1. Полиморфизм железа.
См. определение «полиморфизм».
Полиморфизм- это явление, вызванное тем, что меньшей свободной энергией обладает иное расположение атомов в кристаллической решетке.
Рассмотрим зависимости для ОЦК и ГЦК на одном рисунке:
До
свободная энергия ОЦК больше свободной
энергии ГЦК:
существует
(ОЦК).
В
интервале температур
:
существует
(ГЦК).
В
интервале температур
:
существует
(ОЦК) – высокотемпературное железо.
Важно
отметить на этой зависимости точку
Кюри-
.
Это точка, выше которой железо обладает
свойствами парамагнетика, ниже нее-
ферромагнетика.