- •3) Классификация материалов, их роль в создании материальной базы современной цивилизации.
- •5) История развития материаловедения
- •6) Внутреннее строение материалов.
- •7) Строение и свойства металлов.
- •8) Чёрные и цветные металлы
- •9) Кристаллические и аморфные материалы.
- •10) Кристаллическая решетка, основные типы, элементарная ячейка.
- •11) Макро и микро дефекты
- •12) Анизотропия металлов
- •13.Кристаллизация металлов, кривые охлаждения, этапы процесс.
- •14.Моно- и поликристаллы. Строение механического слитка.
- •15.Методы изучения строения металлов: микро- и макроанализ, рентгеновский анализ, магнитный метод, ультразвуковой метод.
- •16.Физические и химические свойства металлов. Цвет, плотность металла, температура плавления, теплопроводность, тепловое расширение, теплоемкость, электропро-водность. Магнитные свойства.
- •17.Химические свойства.
- •19.Упругая и пластическая деформация.
- •20.Деформации растяжения, изгиба, кручения, среза.
- •21.Прочность и ее показатели.
- •22.Предел текучести. Упругость. Пластичность. Вязкость.
- •23. Твердость, усталость, выносливость. Испыт. На ударн. Вязкость, усталостн. Прочность и ползучесть.
- •25. Нагрев металлов при обработке давлением.
- •26. Основы теории сплавов. Основные сведения о сплавах.
- •27. Фазы в металлич. Сплавах. Понятие фазы. Тв. Р-ры, химич. Соедин. И механич. Смеси.
- •31. Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов.
- •32. Железоуглеродистые сплавы. Выплавка стали и чугуна
- •34. Продукция черн. Металлургии: передельн. Чугун, литейн. Чугун, домен. Ферросплавы, стальн.Слитки и прокат.
- •35. Способы литья. Влияние компонентов на свойства чугуна.
- •36. Белый и серый чугун. Высокопрочн. Чугун. Ковкий чугун. Чугуны со спец. Св-вами.
- •37. Стали и их классиф. Способы получ. Стали из чугуна: конверторн.Способ, мартен. Способ, плавка в электрич. Печах.
- •38. Влияние углерода на свойства углеродистых сталей.
- •39. Влияние постоянных примесей на свойства углеродистых сталей.
- •40. Углеродист. И легиров. Стали: стали углеродистые обыкнов. Качества, качеств. Углеродистые стали, углеродист. Стали спец.Назнач.
- •41. Влияние легирующих элементов. Маркировка легированных сталей.
- •42. Цементуемые, улучшаемые и высокопрочн. Стали.
- •43. Углеродист. Инструментальные стали. Легированные инструментальные стали.
- •44. Коррозионно-стойкие стали. Жаростойкие и жаропрочные стали.
- •45. Методы получения высококачественной стали.
- •46. Основы теории термообработки стали. Критич. Температуры. Превращ. Структуры стали при нагреве. Структурные превращения при охлаждении стали.
- •47. Диаграмма изотермических превращений.
- •48. Аустенитно-мартенситное превращение.
- •49. Технология термообработки. Основные виды термообработки, технологические режимы.
- •50. Отжиг стали I и II рода: виды отжига, режимы обработки, изменение структуры и св-в стали, прим. Виды закалки, ее режимы, хар-ки, типы охладителей, изменение структуры и св-в стали.
- •51. Поверхностная закалка. Применение закалки.
- •53. Дефекты при отжиге и нормализации. Дефекты при закалке.
- •54. Термомеханич. Обработка. Новые способы термообработки (лазерная, электроннолучевая).
- •56. Химико-термическая обработка. Азотирование.
- •57. Поверхностное упрочнение стали.
- •59. Цветные металлы и сплавы.
- •60. Деформируемые алюминиевые сплавы –
- •61. Литейные алюминиевые сплавы.
- •62. Получение меди и ее сплавы.
- •63. Латунь. Бронза, сплавы меди с никелем.
- •64. Олово, свинец, цинк и их сплавы.
- •65. Неметаллические материалы
- •68.Основные свойства полимеров
- •69.Номенклатура конструкционных пластмасс
- •70.Полиолефины: полиэтилен и полипропилен.
- •71.Поливинилхлорид.
- •72.Полиэтилентерефталат
- •73.Полистирол.
- •74.Фторопласты
- •75.Полиметилметакрилат.
- •76.Поликарбонаты. Газонаполненные пластмассы.
- •77.Материалы на основе древесины. Структура и свойства древесины
- •78. Модифицирование цельной древесины. Классификация материалов на основе древесины.
- •79.Бумага и картон.
- •80.Минералы и материалы на их основе. Твердые и сверхтвердые материалы.
- •81. Минеральные материалы на основе силикатов.
- •82. Стекло и ситаллы.
- •83. Техническая керамика
- •84. Графит и материалы на его основе.
- •85. Композиционные материалы. Структура и классификация.
- •86. Перспективы использования композитов.
- •87. Биоразлагаемые композиционные материалы на основе полимеров.
- •66. Пластмассы. Классификация пластмасс.
- •67. Строение и структура пластических масс
47. Диаграмма изотермических превращений.
48. Аустенитно-мартенситное превращение.
Это превращение переохлажденного аустенита происходит при его охлаждении в интервале температур от Мн до Мк, где Мн - t° начала, Мк - t° конца мартенситного превращения. Если охлаждение прекращается, превращение не идет до конца. Этим оно отличается от перлитного, идущего при Т=const. Чтобы мартенситное превращение завершилось полностью, необходимо непрерывно охлаждать сталь до t° Мк. при этом в стали остается некоторое количество аустенита (остаточный аустенит), к-рое опр.хим. составом аустенита (чем больше в не углерода и легирующих элементов, тем ниже t°-ры точек Мн и Мк).
Атомы углерода, внедряясь в решетку α-железа, сильно ее искажают. Такую искаженную кристаллическую решетку наз. тетрагональной, в ней параметр с>а, => отношение с/а>1. При увеличении содержания углерода высота с тетрагональной призмы растет.
Мартенсит разделяют на пластинчатый (имеет структуру типа широких тонких пластин, которые на шлифе имеют вид игл, расположенных параллельно друг другу или под углом) и реечный (кристаллы имеют вид тонких реек, собранных в пакеты).
49. Технология термообработки. Основные виды термообработки, технологические режимы.
Основные факторы воздействия при термообработке стали явл. t° и время. Изменяя t° и скорость нагрева или охлаждения, можно целенаправленно изменять структуру и свойства стали в зависимости от требований, предъявляемых к изделиям.Осн. виды термообработки: отжиг I и II рода, закалка и отпуск.Разнообразие приемов термической обработки позволяет осуществить выбор конкретных режимов в зависимости от размера выпускаемых партий изделий, формы и размера деталей, энергозатрат и др. факторов. Производительность термич. Обработки повышается за счет использования лазера, электронных и ионных пучков.
50. Отжиг стали I и II рода: виды отжига, режимы обработки, изменение структуры и св-в стали, прим. Виды закалки, ее режимы, хар-ки, типы охладителей, изменение структуры и св-в стали.
Отжиг I рода – устраняет неоднородность металла, вызванную предшествующей обработкой. Его производят при t° выше или ниже t° фазовых превращений. Подразделяют на:
1. гомогенизацию (диффузионный отжиг) – прим. для устранения дендритной или внутрикристаллитной ликвации стальных слитков и крупных отливок. Схема процесса включает нагрев до t° 1100-1200°С в течение 8-20 ч и медленное охлаждение. Однако из-за высоких t°-тур происходит рост зерна стали. Для устранения этого недостатка требуется дополнительно проводить полный отжиг или нормализацию.
2. рекристаллизационный отжиг прим. для снятия наклепа и повышения пластичности холоднодеформированной стали. Схема процесса: нагрев до t°-тур, превышающих порог рекристаллизации (650…760°С), выдержку в течение 0,5…1,5 ч и медленное охлаждение. Кроме рекристаллизации феррита, происходит укрупнение и сфероидизация частиц цементите, в результате чего повышается пластичность сталей.
3. отжиг для снятия остаточных напряжений прим. для стальных изделий после литья, сварки или мех. обработки. Схема: нагрев до 160…700°С (выбор t°-тур зависит от вида обработки: после резания – 570…600°С, сварки – 650…700, шлифования – 160…180°С), выдержка в течение 2…3 ч и медленное охлаждение.
Отжиг II рода – осущ. для снижения фазовой неоднородности стали и проводят при t°, превышающих t° фазовых превращений. Подразделяют на:
1. полный отжиг – прим. для перекристаллизации всей структуры доэвтектоидной стали с целью измельчения зерна и снятия остаточных напряжений. Нагрев на 30…50°С выше Ас3 для доэвтектоидных или выше выше Аст для заэвтектоидных сталей, выдержку 0,5…3,0 ч с последующим охлаждением на воздухе. Нормализация – более экономичная термическая операция, чем отжиг. Отличается условиями охлаждения, к-рое проводят на воздухе с большей скоростью. Получают стали более высокой прочности, т.к. распад аустенита происходит при более низких t°, что повышает дисперсность ферритоцементитной смеси.
2. неполный отжиг – прим. для улучшения обрабатываемости резанием и получ. зернистого перлита в структуре заэвтектоидных сталей. Схема: нагрев на 30…50°С выше Ас1, выдержка и последующее медленное охлаждение.
3. изотермический отжиг – прим. для измельчения зерна, снижения твердости и снятия внут. напряжений для легированных сталей. Нагрев выше точки Ас3 на 20…30°С, выдержка и последующее быстрое охлаждение 680…620°С (ниже точки Аr1 на 50…100°С) и выдержка при этой t° до полного распада аустенита, после чего детали охлаждают на воздухе.
Закалка – это нагрев стали до t° выше фазовых превращений, выдержка при этой t° и быстрое охлаждение со скоростью больше критической. цель: придание высокой твердости; детали машин – для повышения их упругости и прочности, твердости и износоустойчивости. Бывает закалка:
1. полная – изделия нагревают на 30…50°С выше линии Ас3 (заэвтектоидные стали: перлит+цементит). При быстром охлаждении аустенит превращается в мартенсит.
2. неполная - на 30…50°С выше линии Ас1 (доэвтектоидные стали). Перлит превращается в аустенит; цементит превращений не претерпевает.
Охладители: вода, масло, растворы солей и т.п.
Виды закалки:
1. закалка в двух средах – нагретое изделие замачивается в воде, где охлаждается до t° 300°С, затем быстро переносится в масло (или на воздух), где охлаждается до 20°С медленнее, чем в воде (инструментальные высокоуглеродистые стали).
2. ступенчатая закалка – охлаждение нагретого изделия в расплавленных солях (230…250°С), выдерживается для выравнивания t° по всему сечению изделия, а затем охлаждение на воздухе (углеродистые, легированные стали).
3. изотермическая закалка – выполняется так же, как и ступенчатая, но выдержка более продолжительна (t° выше Мн). Происходит распад аустенита с образованием бейнита (конструкционные легированные стали).
4. закалка с самоотпуском – охлаждают только часть изделия, а теплота, сохранившаяся в остальной части детали после извлечения из среды, вызывает отпуск охлажденной части. Контроль отпуска ведется по цветам побежалости.
5. закалка с обработкой холода – охлаждение закаленных сталей до t° меньше 20-25°С. Обработку холодом проводят для уменьшения его количества (мерительный инструмент, пружины, детали подшипников качения).