Билет 4

1. Предложите режимы закалки и наиболее целесообразную схему ТМО углеродистой стали.

Закалка простой углеродистой стали применяется для повышения твердости и прочности.

1. С 0,70 – 0,80%С (из карбонильного Fe с ламповой сажей) и 0,30 – 0,35%С (из восстановленного или карбонильного Fe с карандашным графитом). Нет предварительной обработки, а окончательная обработка ПТМО - холодная прокатка пористых заготовок со степенью обжатия 30 – 50%, закалка и отпуск при 573 К.

2. С 0,70%С и 0,35%С (из карбонильного Fe с ламповой сажей). Предварительная обработка - холодная деформация спеченных заготовок со степенью обжатия 30%, а окончательная обработка ВТМО – горячее деформирование пористых заготовок со степенью обжатия 50%, закалка и отпуск при 523 К.

3. С 0,35% С (из карбонильного Fe с ламповой сажей). Предварительная обработка - холодная деформация спеченных заготовок со степенью обжатия 50%, а окончательная ВТМО – горячее деформирование заготовок пористостью 0 – 1% со степенью обжатия 50%, закалка и отпуск при 523 К.

4. С 0,90 % С (из восстановленного или карбонильного Fe с ламповой сажей). Нет предварительной обработки , а окончательная ВТМО – горячее динамическое прессование при 1373 К, закалка в воду и отпуск при 473 К 1 ч.

2. Особенности технологии и получения конструкционных изделий из латуни.

Латуни – Cu-Zn, Zn- 15-45%.

Получение латуней:

- распыление расплава (основной метод) – сжатым воздухом или азотом.

- методом из точечных источников - диффузионным насыщением (лигатура Zn 60-65%, кот. разугоживают порошком Cu (саму медь получют распылением)). Затем- отжиг при 600⁰С, время – несколько часов, затем размол. При этом происх. выравнивание состава.

Трудности:

1. Если получение из смеси порошков – то возможна диффузионная пористость.

2. Испарение цинка в процессе спекания – интенсивнее в порошковых, чем в литых сталях в связи с пористостью и большой удельной поверхностью спрессованных изделий. Т.о. м.б. неоднородность химического состава образцов по сечению и неравномерность их физико-химических свойств. Применение предварительно легированных порошков значительно снижает негомогенность порошковой латуни. При спекании могут также образовываться трудновосстановимые оксиды. Для предотвращения - спекание в закрытых контейнерах, в которые закладываются кусочки Zn, т.е. создаётся избыт. атм. Zn) или быстрый нагрев, охлаждение, min выдержка.

Для изготовления спеченных латунных деталей используют различные способы, например: холодное прессование + спекание, холодное прессование + спекание + калибровка, холодное прессование + горячая штамповка и другие. Температура спекания должна равняться 820 – 900˚С.

Часто исп-ся легирование латуней – Ni до 30% (повышает корроз. стойкость), Р (0,15-0,6 масс.%), Co (для повышения твёрдости, прочности) и.т.д.

Билет 5

1. Влияние пористости на положение критических точек и начало мартенситного превращения (М_н).

Порошковые стали имеют остаточную пористость (до 20-22%) – поры яв-ся концентраторами напряжение и влияют на критические точки, С-образные кривые и на режимы ТО.

При повышении пористости при постоянной скорости нагрева перлитоаустенитное превращение происходит при более низкой температуре. Увеличение пористости повышает точку Аr₁ – т.к. поры облегчают распад аустенита, а также уменьшает т. А_с.(т.е. превращ. П→А раньше), также установлено, что с увеличением дисперсности исходных частиц железа и пористости точки Аc₁ и Аr₁ сближаются.

С увеличением пористости в порошковых сталях уменьшается время до начала и конца превращения, т. е. время инкубационного периода и общее время превращения аустенита уменьшаются. С повышением пористости температура минимальной устойчивости аустенита смещается в область повышенных температур, а С – образные кривые с повышением пористости смещаются влево и вверх.

Увеличение пористости приводит к снижению устойчивости аустенита и вызывает и повышение температуры начала мартенситного превращения (А→М) как углеродистых, так и легированных сталей.

С повышением пористости твердость мартенсита уменьшается. Повышение пористости приводит к повышению точки М_н, снижению твердости продуктов мартенситного превращения.

Понижение твердости мартенсита порошковых сталей можно объяснить несколькими причинами. В связи с тем, что мартенсит представляет собой сильно пересыщенный твердый раствор, а превращение его осуществляется мгновенно, из-за повышенной точки М_н при дальнейшем охлаждении ниже температуры М_н может происходить частичный распад мартенсита, что приводит к уменьшению его тетрагональности. Установлено, что при одном и том же содержании углерода в стали, закаленной на мартенсит, увеличение пористости приводит к снижению его тетрагональности.

2. Сравнить различные способы ТМО порошковых сталей.

Схемы ТМО:

1. ПТМО включает обработку давлением при Т_комн и последующую термическую обработку (закалку), причем термическая обработка может быть отделена от деформации сколь угодно большим промежутком времени (холодная ОМД).

2. ВТМО включает нагрев до температуры, соответствующей области стабильного аустенита (выше точки А_с3), деформацию в этой области (горячая ОМД) и немедленную закалку на мартенсит.

3. КТМО объединяет оба предыдущие вида ТМО: холодную пластическую деформацию, нагрев выше точки А_с3, деформацию и немедленную закалку.

На механические свойства порошковых сталей после ТМО влияет пористость исходных заготовок. Небольшая остаточная пористость у заготовок перед ТМО полезна для достижения максимальных прочностных и пластических свойств.

В отличие от ВТМО при использовании холодной деформации по схеме ПТМО не следует применять очень высокие степени обжатия. Повышение степени обжатия при ПТМО способствует появлению трещин и других макродефектов. Нагрев заготовок под закалку при ПТМО рекомендуется проводить ускоренно (расплавы солей, стекла, ТВЧ и т. д.). В этом случае сохраняется более полное влияние наклепа. Медленный нагрев приводит к разупрочнению и снижению влияния предварительного наклепа. Температура нагрева под закалку зависит от химического состава и соответствует температуре нагрева компактных сталей.

При ВТМО предварительно наклепанных сталей суммируются влияние предшествующей холодной и окончательной горячей деформации на структуру образующегося после закалки мартенсита. Особенно эффективным оказывается сочетание ВТМО с горячей экструзией пористых заготовок. При такой же схеме ТМО прочность низколегированных хромистых, никелевых и хромоникелевых сталей превышает 2000 МПа.

Разновидностью ВТМО является горячая штамповка пористых заготовок в закрытом штампе. В этом случае протекает деформация по всему объему изделия, так как каждая частица подвергается всестороннему сжатию и деформации. Закрытая штамповка перспективна тем, что обеспечивается точная по весу и оптимально приближенная по размерам к нужной заготовка, исключается механическая обработка.

Более эффективно ВТМО и КТМО.

В ряде случаев операция спекания частично или полностью могут сочетаться с ТМО.