Билет 16

1. Преимущества способа введения углерода в виде чугунного порошка в состав железографитовых материалов.

Для получения железоуглеродистых материалов может быть использовано разное сырье: смесь порошков железа и графита, смесь порошков железа и чугуна, порошок распыленной углеродистой стали, использование ХТО (цементации).

Из смеси железа и графита имеет два принципиальных недостатка: затруднительность получения однородной шихты и высокое отношение объема железа к объему графита (32:1) – из-за разницы в плотностях, что значительно увеличивает путь диффузии углерода, т.е. вместо желательной перлитной структуры часто получают структуру, содержащую большое количество Ц+Ф, и весьма нестабильные свойства

Эти недостатки можно ликвидировать, применяя смеси железного порошка с порошком белого чугуна, который является отходом производства чугунной дроби и в 15 раз дешевле железного порошка и графита. В этом случае отношение объема железа к объему углеродсодержащего компонента составляет всего 2,3:1. Для получения этих материалов с равновесной структурой достаточна температура спекания 1100 - 1150 ° С. Преимущество этого вида введения углерода в состав железографитовых материалов объясняется тем, что при 1100 ° С коэффициент диффузии углерода из чугунных частиц в 1,5 раза выше, чем из графита, при примерно одинаково энергии активации. Ускорение диффузионных процессов позволяет получать в случае применения чугунного порошка в качестве науглероживающего компонента более равномерную структуру и более высокую прочность материала.

Наиболее равновесная структура и наибольший уровень прочности свойств спеченной стали можно обеспечить используя порошок эвтектоидной стали, полученной распылением расплава. Но этот метод очень дорогой.

2. Прокаливаемость спеченных сталей и факторы, влияющие на прокаливаемость.

Прокаливаемостью стали называют глубину проникновения закаленной зоны. При одинаковых условиях охлаждения всей поверхности изделия его прокаливаемость зависит от критической скорости закалки. Чем выше критическая скорость закалки, тем хуже прокаливаемость. Факторы, способствующие понижению критической скорости закалки, приводят к увеличению прокаливаемости стали, а факторы, ее повышающие, - к уменьшению прокаливаемости

Факторы, влияющие на прокаливаемость:

1. Пористость. С увеличением пористости прокаливаемость снижается в связи со снижением теплопроводности и уменьшением устойчивости аустенита, т.е. повышается температура начала мартенситного превращения и снижается тетрагональность мартенсита.

2. Скорость охлаждения (обратно пропорциональна)

3. Степень легированности стали Чаще всего, чем больше легирующих элементов, тем выше прокаливаемость (большинство легирующих элементов сдвигают С-образные кривые вправо).

4. Содержание С При повышении содержания углерода прокаливаемость увеличивается.

5. Форма и размер изделия. Оказывают влияние на скорость и теплоотвод.

6. Размер зерна аустенита. Сталь с крупным зерном аустенита глубже прокаливается, чем сталь с мелким зерном.

Кроме того, прокаливаемость зависит от температуры и времени нагрева под закалку.

При использовании порошковых сталей для изготовления высокопрочных и износостойких деталей требуется значительная прокаленная зона.