Билет 27

1. Факторы, влияющие на свойства спеченных сталей.

1. Хим. состав (содержание С и легирующих добавок).

2. Равномерность распред. легирующих компонентов и С (определяется способом введения и технологией изготовления иделий).

3. Плотность и пористость ( П ухудшает свойства).

4. Наличие или отсутствие доп. обработки (повышает свойства, особенно прочность).

5. Вид доп. обработки (ТО, ТМО, ХТО).

6. Технология изготовления (2-х кратное пресс+спек, изостатич. горячее пресс. и т.д.).

2. Конструкционные материалы на основе алюминия.

Al – лёгкий, высокая уд. прочность.

1.Спеченный алюминиевый порошок (САП), представляющий собой композиционный материал, алюминиевая матрица которого дисперсно-упрочнена включениями Al₂O₃ (6 – 23%), обладающий высокой жаропрочностью. 7% - САП – 1, 10-11% - САП – 2, 13-14% - САП – 3 (жаропрочность, прочность, технологичность, коррозионная стойкость, возможно применять для изготовления реакторов ТВЭЛов)

2.СПАК - жаропрочный мат-л на основе Al с добавками Сu(0,6-1,7%), Mg(0,8-4,5%) в присутствии Al203. Жаропрочность до Т=400град, в=350-440МПа

3.САС-жаропрочен до Т=450град.Al+(25-30%)Si+(5-7%)Ni. Свойства растут за счет выпадения интерметаллидовAl-Ni, в=310-400МПа

4. М.б. легированный Сr (до 1,5%), Ti (0,2-0,3%), V (0,2%),W,Nb.

4.Al-Zn(6,5%)-Mg(2,5%)-Cu(1,5%)(0,5%)Co Самая высокая прочностьв=700-835МПа,высокая пластичность=6-12%.

Полуфабрикаты из алюминиевых порошковых сплавов выпускаются в виде спрессованных полос, прутков, труб, различных профилей, холоднокатаных листов и т. п. Основной способ получения полуфабрикатов – холодное или горячее брикетирование с последующим прессованием, причем в большинстве случаев используется метод экструзии.

В последние годы, как в России, так и за рубежом большое внимание уделяется разработке сплавов алюминия, упрочненного элементами переходной группы. Наиболее перспективными добавками наряду с хромом и цирконием считают титан, ванадий, вольфрам, ниобий.

Билет 28

1. Закалочные среды для порошковых сталей

Нагрев и охлаждение д.б. не в окислительной атм., а в защитной, т.к. иначе возможно глубинное окисление. Защитная атм. м.б. газовая (напр., древесный уголь), м.б. оч. быстрый нагрев (для оч. чистых). В качестве защитной среды при нагреве спеченной стали используют азот, смеси: N₂ + H₂, N + СО, водород, эндогаз, конвертированный газ и др. Рекомендуются и науглероживающие атмосферы, древесный уголь, графит и др.

Охлаждающая способность закалочных сред зависит от температуры, теплопроводности, вязкости, скрытой теплоты испарения и других факторов. Вязкая (густая) и малоподвижная жидкость охлаждает изделие с меньшей скоростью, чем легкоподвижная, так как отвод тепла при закалке происходит путем конвекции (переноса тепла) при движении закалочной жидкости.

Возможны след. среды: вода, масло, массивная плита с высокой теплопроводностью (Cu, Fe и т.д.).

Вода, нагретая выше 50˚С, очень медленно охлаждает изделие в области трооститных превращений, где требуется быстрое охлаждение, а в области мартенситных превращений она обеспечивает такую же скорость охлаждения, как и холодная вода. Поэтому горячая вода для закалки не применяется. Добавка к воде едкого натра или поваренной соли способствует повышению скорости охлаждения, однако для порошковых сталей не прим-ся, т.к. при попадании их в поры могут вызвать трещины.

Масло обладает невысокой охлаждающей способностью, что в большинстве случаев не обеспечивает получения мартенситной структуры, а соответственно и высокой прочности и твердости. В масле, подогретом на 40 – 60˚С, охлаждение изделий при закалке происходит быстрее, чем в холодном и вязком масле. Разогрев закалочного масла в процессе работы выше 60 – 70˚С снова ухудшает его закалочную способность.

Но из-за пор м.б. остаток в среде матер. Масло не ухудшает свойств, а недостаток воды может вызвать окисление. Т.о при П>10% охлаждение в воде не исп-ют.

Если исп-ся жидкая среда, то из пор выделяется воздух, в месте выделения пузырька уменьшается контакт среды и детали, т.е. будет «пятнистая закалка» - разная твёрдость. Для предотвращения этого исп-ют перемешивание.

Для получения заданных свойств охлаждение должно вестись с определенной скоростью. Неравномерность (изменение скорости охлаждения средой) и неоднородность испарительного охлаждения изделий особенно сложной формы являются основными причинами образования закалочных трещин. После охлаждения в воде изделия необходимо подвергать сушке для удаления из пор влаги.

2. Способы введения легирующих компонентов в состав конструкционных материалов.

-Дисперсионное упрочнение, твёрдосрастворное упрочнение, образование интерметаллидов.

1.В Виде порошка в смеси Fe-C (гетеродиффузия). Структурообразование стали происходит при спекании. Но полная гомогенизация при спекании требует использования тонких порошков, высокой температуры и длительности спекания. Однако даже при выполнении этих условий часто полной гомогенизации при спекании достигнуть не удается. Например, даже 30 – часовая выдержка при 1250°С оказалась недостаточной для растворения частиц хрома в горячепрессованной стали.

2.Введение из связанного состояния - порошков лигатур (гетеродиффузия). Скорость гетеродиффузии из связанного состояния выше, чем из свободного. (Т и ,степень гомогенизации -).

3.В виде порошков легированной стали (нет лигатур, просто ТФС), полученной распылением- самые лучшие свойства. Например, W-Cu – перегиб до 10%, т.е. после 10% прочность падает, при этом при увелич. сод. W увелич. сод. интерметаллидов.

4. Инфильтрация в пористую основу Fe-C. Легкоплавкий металл или сплав, растекаясь по поверхности заготовки, впитывается порами, в результате чего образуется беспористое изделие с точными размерами и формой. Чаще всего пористость не сквозная. Основной материал прессовки и пропитывающий материал должны обладать ограниченной растворимостью. Инфильтрация разработана для Fe-Cu, Fe-латунь, Fe-C-Cu, Fe-C-латунь, бронза. Инфильтрация поверхностная. Чтобы не было роста размера применяют каркас Fe+5%Cu, а пропитку-Сu+8%Fe. Т.о. исп-ся взаимонасыщ. порошки, т.е. не будет роста.

5. Введение компонентов при ХТО (насыщ. засыпки при спекании, после спек.). Легирующего элемента потсупает из засыпки, в которую помещают насыщаемую заготовку. Таким способом осуществляют хромирование, силицирование, титанирование деталей. Гнедостаток – насыщ. легир. эл-том только пов0ных слоёв 9мах 1-3 мм).

6. совместное восстановление оксидов.