- •Введение
- •Лекция 1 кристаллическое строение металлов
- •Металлический тип связи в кристаллах
- •1.2. Кристаллизация
- •1.3. Модифицирование сплавов
- •1.4. Форма кристаллических образований
- •1.5. Строение металлического слитка
- •1.6. Пластическая деформация и рекристаллизация
- •1.6.1 Упругая и пластическая деформация металлов
- •1.6.2 Наклеп (нагартовка) металлов.
- •1.6.3 Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла
- •1.6.4 Холодная и горячая деформации
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 2. Теория сплавов
- •2.1 Виды взаимодействия компонентов в сплавах
- •2.2 Простейшие типы диаграмм состояния сплавов
- •1 Вариант (рис. 2.9).
- •2 Вариант диаграммы 3 типа
- •2.3 Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 3 железо и его сплавы.
- •3.1 Аллотропия железа.
- •3.2 Фазы в железо-углеродистых сплавах.
- •3.3 Структурные составляющие железо-углеродистых сплавов
- •3.4 Структура сталей в равновесном состоянии
- •3.5 Чугун.
- •3.5.1 Белый чугун.
- •3.5.2 Процесс графитизации
- •3.5..3 Серый чугун
- •3.5.4 Высокопрочный чугун (с шаровидным графитом)
- •3.5.5 Ковкий чугун
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 4 теория термической обработки стали
- •4.1 Превращения в стали при нагреве
- •4.2 Измельчение и рост аустенитного зерна при нагреве
- •4.3 Превращения в стали при охлаждении.
- •4.4 Перлитное превращение
- •4.5 Мартенситное превращение
- •4.6 Превращение мартенсита и остаточного аустенита при нагреве (отпуск стали)
- •4.7 Технология термической обработки стали
- •4.7.1 Отжиг
- •4.7.1.1 Отжиг I рода
- •4.7.1.2 Отжиг II-го рода (с фазовой перекристаллизацией)
- •4.7.2 Закалка
- •4.7.2.1 Выбор температуры закалки
- •4.7.2.2 Охлаждающие среды при закалке
- •4.7.2.3 Закаливаемость и прокаливаемость стали
- •4.7.2.4 Способы закалки
- •4.7.2.5 Закалка с обработкой стали холодом
- •4.7.3 Отпуск
- •4.7.4 Нормализация
- •4.8 Термомеханическая обработка (тмо)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 5 Химико-термическая обработка
- •5.1 Цементация стали
- •5.2 Азотирование
- •5.3 Цианирование (нитроцементация)
- •5.4 Диффузионная металлизация и диффузионное насыщение другими элементами
- •5.5 Поверхностный наклеп
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лекция 6 поверхностное упрочнение стали
- •6.1 Поверхностная закалка
- •6.2 Закалка твч
- •6.3 Закалка с газопламенным нагревом
- •Вопросы для самоконтроля
- •Содержание
1 Вариант (рис. 2.9).
Рис. 2.9 Диаграмма 3 типа (1 вариант)
Кристаллизация сплава 2 начинается в т.3 с выделением кристаллов В (рис. 2.9). Оставшаяся жидкость в т.4, приняв состав т.S, превращается в эвтектику ( ).
2 Вариант диаграммы 3 типа
На предыдущей диаграмме 3 типа растворимость составляет 20% В и не изменяется с повышением температуры. На диаграмме (рис. 5.12) растворимость повышается с возрастанием температуры от 10% до 30% В.
Рис.2.10 Диаграмма 3 типа с изменяющейся растворимостью
Разберем кристаллизацию сплава, содержащего 20% В (рис. 2.10). Выше линии ликвидус на диаграмме находится область расплава – жидкость. На участке диаграммы, где линии ликвдус и солидус образуют часть диаграммы 2 типа, кристаллизуется твердый раствор А(В) - . Между точками 1 и 2, находится +ж. В т.2 жидкость закристаллизовывается в , который содержит 20% В. Ниже т.3 -раствор не может растворить 20% В, например, в т. «в» -раствор может растворить 15% В. Значит, ниже т.3 из -раствора должна выделяться фаза, богатая компонентом В. В т. «в» существуют зерна Вп. Кристаллиты В называют вторичными, т.к. они выделяются из -раствора; в отличие от Вп кристаллы В1 выделяются из жидкой фазы.
Рассмотрим кристаллизацию эвтектического сплава (62% В). В т.S жидкость кристаллизуется при постоянной температуре с получением эвтектики ( см. коноду MN (рис. 2.10). Ниже т.S состав кристаллов изменяется, т.к. растворимость падает, и из выделяются кристаллики Вп (обычно в виде сетки по границам зерен ). Таким образом, при комнатой температуре сплав будет состоять из , т.е. из , содержащего 10% В, и кристаллов В.
При кристаллизации доэвтектического сплава П в т.4 из жидкости начинают выделяться кристаллы -раствора. В т.5 оставшаяся жидкость кристаллизуется с образованием эвтектики. В результате, после затвердевания в т.5 сплав состоит из +эвт ( +В1). С понижением температуры из (состава точки М – 30% В) начинают выделяться кристаллы Вп. При комнатной температуре сплав состоит из Кристаллизация сплава 3: в т.6 из жидкости начинают выделяться кристаллы В1. В т.7 оставшаяся жидкость состав т.S кристаллизуется в эвтектику. Ниже т.7 сплав состоит из В1+эвт (
диаграмма 3 типа (3-й вариант) – рис. 5.13.а, б
Рис. 2.11, а Диаграмма 3 типа (3-й вариант) – заполнены только однофазные области
Заполняем диаграмму, начиная с однофазных областей: -раствор В и А; -раствор А и В и жидкость (рис. 2.11, а).
Остальные области двухфазные, поэтому заполняем, пользуясь правилом отрезков (рис. 5.13, б): в т.S образуется эвтектика из С понижением температуры из -раствора выделяются кристаллы , т.к. растворимость падает по кривой МК. Заполненная диаграмма представлена на рис. 2.11, б.
Рис. 2.11, б диаграмма 3 типа (3-й вариант)-
заполнены одно- и двухфазные области
Диаграмма состояния 4 типа (случай устойчивого химического соединения). Если компоненты вступают в химическое соединение, то на диаграмме появляется новое вещество и диаграмма разбивается на две (рис. 2.12).
Рис. 2.12 Начало построения диаграммы 4 типа.
На каждом из этих участков диаграммы может быть диаграмма 1. 2 или 3 типа. Например, один из вариантов диаграммы 4 типа представлен на рис. 2.13.
Рис. 2.13 Диаграмма 4 типа (один из вариантов)
Сначала заполняем однофазные области (ж) и ( ), затем в т.S и С определяем эвтектики (эвт.1 и эвт.2). Остальные области заполняем, пользуясь правилом отрезков (см. рис. 5.15).