1. Диаграмма состояния двойных сплавов с ограниченной переменной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Термическая об работка сплавов этой диаграммы.
Диаграмма состояния и кривые охлаждения типичных сплавов системы представлены на рис.5.5.
1. Количество компонентов: К = 2 (компоненты А и В);
2.
Число фаз: f = 3 (жидкая фаза и кристаллы
твердых растворов
(раствор
компонента В в компоненте А) и
(
раствор компонента А в компоненте В));
3. Основные линии диаграммы:
линия ликвидус acb, состоит из двух ветвей, сходящихся в одной точке;
линия солидус аdcfb, состоит из трех участков;
dm – линия предельной концентрации компонента В в компоненте А;
fn – линия предельной концентрации компонента А в компоненте В.
4. Типовые сплавы системы.
При концентрации компонентов, не превышающей предельных значений (на участках Аm и nВ), сплавы кристаллизуются аналогично сплавам твердым растворам с неограниченной растворимостью, см кривую охлаждения сплава I на рис. 5.5 б. При концентрации компонентов, превышающей предельные значения (на участке dcf), сплавы кристаллизуются аналогично сплавам механическим смесям, см. кривую охлаждения сплава II на рис. 5.5 б.
Рис. 5.5 Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (а) и кривые охлаждения типичных сплавов (б)
Сплав с
концентрацией компонентов, соответствующей
точке с, является эвтектическим сплавом.
Сплав состоит из мелкодисперсных
кристаллов твердых растворов
и
,
эвт. (кр. тв. р-ра
+
кр. тв. р-ра
)
Кристаллы компонентов в чистом виде ни в одном из сплавов не присутствуют.
Также см. билет 3
2. Цели легирования конструкционных сталей. Влияние легирующих элементов на структуру сталей в отожженном и нормализованном состоянии.
В конструкционных сталях легирование осуществляется с целью улучшения механических свойств (прочности, пластичности). Кроме того меняются физические, химические, эксплуатационные свойства. Легирующие элементы повышают стоимость стали, поэтому их использование должно быть строго обоснованно.
Влияние некоторых основных легирующих элементов на свойства сталей.
1. Никель. (Н) Никель образует твердые растворы внутри легированных сталей, повышается прочность стали, ее устойчивость к высоким температурам (никель – сильный аустенизатор).
2. Хром. (Х) Если содержание в стали хрома больше 12%, то сталь – нержавеющая (при условии растворения хрома в кристаллической решетке железа). Хром – сильно карбидообразующий элемент. Из-за образования карбидов коррозионная стойкость стали может уменьшаться. В стали 12Х18Н10Т предотвращено образование карбидов хрома на зернах.
3. Вольфрам. (В) Вольфрам повышает твердость и прочность стали. Сильно карбидообразующий элемент. Карбиды вольфрама устойчивы и действуют при температуре выше температуры применения. Вольфрам используют для изготовления инструментальных сталей.
4. Ванадий. (Ф) Ванадий повышает устойчивость к циклическим нагружениям и высоким температурам.
5. Марганец. (Г) Марганец способствует повышению твердости и прочности, обеспечивает высокую вязкость сталей.
6. Кремний. (С) Кремний – ферритизатор – повышает устойчивость феррита при высоких температурах, то есть такая сталь обладает хорошими электро-магнитными свойствами (феррит – сильный ферромагнетик). Стали с высоким содержанием кремния используются для изготовления сердечников для электроприборов.
Билет 5