Архив ZIP - WinRAR (2) / Материаловедение Экзамен / билет 14

Мартенситное превращение в стали. Механизм превращения. Свойства мартенсита. Влияние углерода и легирующих элементы на точки Мн и Мк.

М-упорядоченный пересыщенный ТВ. Р-р внедрения углерода в альфа железо. М- решётка тетрагональная.

Механизм: бездиффузионный. Смещение атомов на расстояния,не превышающие межатомные. М имеет больший удельный объём по сравнению с А, поэтому в процессе роста мартенситного кристалла увеличиваются упругие напряжения, что приводит к пластической деформации. Первые иглы М имеют длину, соответственную поперечному размеру исходного зерна аустенита. Иглы под углом 60 или 120.

Мартенситное превращение при непрерывном охлаждении А и ниже температуры Мн. Окончание при Мк.

Остаточный А.- М превращение не идёт до конца. Между иглами М зажат А (1..3%). Кол-во его влияет на положение Мн и Мк.

При сод. С более 0,6 Мк смещается ниже 0. Чем больше в стали С и ЛЭ, тем ниже Мк, значит больше Аост.

М-высокая твёрдость  и хрупкость.

 

2)

Жаропрочные стали

Жаропрочные стали предназначены для работы под нагрузкой при высоких температурах в течение определенного времени.

При повышенных температурах в металлах развиваются процессы ползучести – нарастание деформации при постоянно действующем напряжении, что и приводит, в конечном счете, к разрушению деталей.

Жаропрочность – это способность металла сопротивляться ползучести.

Основными причинами разупрочнения сталей при высоких температурах являются:

• развитие процессов рекристаллизации;

• диффузионные процессы,

• активное перемещение дислокаций, скольжение границ зерен.

Повышение жаропрочности достигается:

1. легированием твердого раствора тугоплавкими металлами, такими как Cr, Mo, W, V, что обеспечивает повышение температуры рекристаллизации, замедление диффузионных процессов и твердорастворное упрочнение;

2. образованием в твердом растворе дисперсных частиц вторичных фаз (карбидов, нитридов, интерметаллидов), которые выделяются из пересыщенного твердого раствора в результате закалки и старения (отпуска), частицы тормозят движение дислокаций, обеспечивая дисперсионное упрочнение;

3. формированием крупнозернистой структуры, что уменьшает зернограничное скольжение. Для стабилизации границ зерен применяют легирование элементами, образующими устойчивые фазы, например, бором (до 0,01%).

Таким образом, жаропрочные стали являются, как правило, многокомпонентными высоколегированными сплавами. Они также должны обладать высокой жаростойкостью и коррозионной стойкостью.

3)

Сплав Д1.Описать способ упрочнения и объяснить его природу.Указать мех св-ва после упрочнения и область применения сплава.Явление возврата

Структура сплава Д1 в равновесном состоянии

То:закалка+старение(темп 500 –вода-α пересыщенное)

Старение заключается в выдержке закаленного сплава при комнатной температуре 5…7 суток (естественное старение) или 10…24 ч при повышенной температуре 100…200'С (искусственное старение)в процессе старения происходит распад пересы-щенного твердого раствора, который идет в несколько стадий в за- висимости от температуры и продолжительности старения:  I стадия старения - образование зон Гинье-Престона (зонное старение)Эта стадия наиболее характерна для естественного(при 20*С) или низкотемпературного искусственного старе-ния (ниже 100…150C). Вследствие диффузионных процессов атомы меди перемещаются внутри кристаллической решетки а- твердого раствора на весьма малые расстояния и образуют скопления. Эти скопления - зоны Гинье-Престона (зоныГП) имеют форму плоских дисков, равномерно распределенных в пределах кристалла. При незначительных выдержках и малых темперетурах образуются зоны ГП , которые имеютконцентрацию меди меньше, чем CuAl2. Увеличение времени выдержкиили температуры старения приводит к укрупнению зон Гинье-Престона, концентрация меди в скоплениях приближается к ее  концентрации в химическом соединении CuAl2, (рис 1046) Образование зон Гинье-Престона вызывает искажение кристалли- ческой решетки и следовательно повышение прочности сплава (рис 105).II стадия старания - образование метастабильной O' (тета)-фазы (фазовое старение). По мере выдержки сплава при повышен- ных температурах на базе зон Гинье-Престона образуются дис- персные частицы промежуточной O'-фазы с кристаллической решеткой, отличающейся от решетки твердого раствора. Промежуточная

фаза имеет отличную от стабильной (O(тета)-фазы) кристаллическую решетку

и сохраняет когерентную связь с решеткой а-твердсго раствора (рис 104в). Это усиливает искажения кристаллической решетки, твердость и прочность сплава повышается (рис 105), пластич-ность падает.

III стадия старения - образование стабильной О-фазы  (коа- гуляционное старение). При дальнейшей выдержке происходитсрыв когерентности, коагуляция метастабильной фазы и образование стабильной О-фазы CuAl2, (рис. 104г). Искажения кристаллической решетки частично снимаются и прочность сплавапонижается (рис 105).

Состаренные сплавы можно подвергать обработке на   возврат которая состоит в кратковременной выдержке сплава (2…3 мин) при 230…250"С. Во время нагрева рассасываются зоны Гинье-Престона и восстанавливается пластичность свеже- закаленного состояния. При последующем вылеживании сплава при комнатной температуре вновь происходит образование зон ГП-1 и упрочнение сплава

Приминениедля изготовления деталей,требующих долговечности при переменных нагрузках.Из него изготавливают лонжероны саомлетов,кузова грузовых авто

 

 

4)

Для получения  зубчатых   колес  с твердостью поверхности зубьев  HRC  >  60  и уменьшения биения зубьев по начальной окружности применяют процесс нитроцементации в безмуфельном агрегате.  Зубчатые   колеса , например из стали  25ХГМ, подвергают нитроцементации при 870В° С, подстуживают до 840В° С, охлаждают в горячем масле с температурой 160 - 180В° С и отпускают при 160 - 180В° С; получаемая твердость поверхности зуба  HRC   60  - 65 , сердцевины  HRC  35 -45.