5. Обосновать факт более высокого содержания углерода в фазах метастабильной системы.

Если в равновесии с жидкой фазой, аустенитом и ферритом нах-ся графит, то равновесие является стабильным. В случае, когда равновесие с этими фазами, т.е. растворами на базе Fe, нах-ся цементит, равновесие явл метастабильным. В обоих случаях равновесию любого сплава Fe – С заданного состава соответствует минимум термодинамического потенциала, но его минимальное значение в случае стабильного равновесия меньше, чем в случае метастабильного равновесия. На рис. показано изменение своб энергии в стабильной и метастабильной системе в ф-ции содержания углерода при высокой темп-ре, при кот в равновесии нах-ся аустенит. Видно, что уменьшение своб энергии (ΔF) должно приводить к распаду цементита (графитизации). Видно также, что содержание углерода в аустените в стабильной системе (С’) ниже, чем в метастабильной (С). Сказанное относится и к равновесию феррита с графитом или цементитом.

7. Перечислить дефекты структуры в сталях.

Для вторичной микроструктуры горячедеформированной углеродистой стали характерны: строчечное расположение неметаллических включений и полосчатое расположение доэвтектоидного феррита и перлита (полосчатая структура). Образование полосчатой структуры обусловлено неоднородностью распределения фосфора в аустените. Полосчатая структура обусловливает анизотропию механических св-в горячедеформированных изделий. Большой размер зерна первичного аустенита приводит к появлению еще одной аномалии во вторичной микро структуре углеродистой стали – образованию видманштеттовой структуры. Эта структура характеризуется пластинчатыми образованиями доэвтектоидного феррита или игольчатыми – вторичного цементита, ориентированно располагающимися на темном фоне перлита. Возникновение такой структуры связано с тем, что, например, в доэвтектоидной стали избыточный феррит выделяется не только на границах, но и внутри крупных зерен аустенита. Помимо большого размера зерна аустенита, образованию видманштеттовой структуры способствует ускоренное охлаждение стали от высоких температур. Сталь с такой структурой обладает повышенной хрупкостью.

8. Принципы маркировки сталей.

Стали обыкновенного качества маркируют буквами Ст и цифрой 0,1,2,3,4,5 или 6, определяющей хим состав. В конце марки буквы кп, пс и сп обозначают кипящую, полуспокойную и спокойную сталь, содержащую соответственно, не более 0,05% Si, 0,05…0,15% Si, и 0,15…0,30% Si. Буква Г после цифры в некот марках обозначает повышенное до 1,1…1,2% содержание марганца. Чем больше номер марки, тем выше содержание углерода в стали и больше прочность, но меньше пластичность. Качественные стали маркируют двумя цифрами, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Автоматные стали маркируют буквой А и цифрами, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. В случае введения свинца в углеродистую сталь в марке автоматной стали стоит буква С. Литейные стали маркируют так же, как и качественные, но с добавлением буквы Л в конце марки. Инструментальные углеродистые стали маркируют буквой У и числом, указывающим среднее содержание углерода в десятых долях процента. Буква А в конце марки означает, что инструментальная сталь высококачественная и содержит несколько меньше S и фосфора. Для обозначения марок легированных сталей принята буквенно-цифровая система. Легирующие элементы в марке обозначают следующими буквами: Х-хром(Cr), Н-никель(Ni), М-молибден(Mo), В-вольфрам(W), К-кобальт(Co), Т-титан(Ti), Ц-цирконий(Zr), Г-марганец(Mn), С-кремний(Si), Ф-ванадий(V), Ю-алюминий(Al), Д-медь(Cu), Б-ниобий(Nb), Р-бор(B), П-P(фосфор). Буква А в начале марки указывает, что сталь автоматная, а в середине – что сталь содержит азот как легирующий элемент. Буква А в конце марки означает, что сталь высококачественная. Цифры после буквы указывают среднее содержание легирующего элемента, обозначенного этой буквой, с округлением до целого числа. Быстро режущие стали обозначаются Р18, Р9 (цифры 18 и 9 содержание вольфрама в %). шарикоподшипниковые стали ШХ15, ШХ9(цифры 15 и 9 содержание хрома в десятых долях %). Электротехническая сталь имеет индекс Э, магнитная – Е.