10.Диаграмма состояния сплавов.
Диаграмма состояния- графическое
изображение состояния сплава, изучающее
систему в зависимости от концентрации
и температуры. В люб.системе
кол.фаз,находящееся в равновесии,
подчин.закону Гиббса: С=к-f+р.(с-число
степеней свободы,к-количество
компонентов,f-число фаз
системы,р-кол.перем.внешн.фактор(tº,давление).
Пример построения: Pb-Sb.
Сплав расплавл.,далее охлажд.,фиксируют
скорость охлаждения и появле.эффекты.
1)
100% Pb . с= 1 – 2 +1=0 . 3) 13% Sb,
87% Pb. В сечении 3
происх.одновремен.кристал. Pb
и Sb, при ТºС - 246º. С
=2-3+1=0. 2) 95 Pb +5 Sb.
В т.1 начин.крист.свинца. с=2-2+1=1. 1-2-крист.
Pb., в т.2-крит. Pb
и Sb, с=2-3+1=0. прав.часть
диаграммы строит.аналог.образцом.
11.Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов
Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов: цементит, феррит, аустенит, ледебурит, перлит. Цементит(карбид железа)- химическое соединение состава Fe3C. По весу в цементите 6,67% углерода, остальное железо. Цементит- это хрупкое и твердое соединение(НВ=800). Кристалл.решетка имеет сложную ромбическую форму. 3 вида цементита: первичный- выделяется при охлажден.жидкого расплава железа с углеродом; вторичный- выделяется при охлаждении аустенита; третичный – выделяется при охлаждении феррита. По составу эти типы одинаковые, но форма их кристаллов различна. Феррит-твердый раствор внедрения углерода в Fe(α). Кристаллич.решетка – объемоцентрированный куб. Феррит пластичен и магнитен. Твердость феррита НВ=70-80. Аустенит- твердый раствор внедрения углерода в Feγ. Кристалл.решетка гранецентрированный куб. Немагнитен. Ледебурит- механическая смесь(эвтектика) аустенита и цементита образуется при температуре 1130ºС и содержит 4,3% углерода. При 723 ºС состоит из перлита и цементита. Перлит –механическая смесь(эвтектика) феррита и цементита. Перлит содержит 0,8% углерода. В зависимости от формы бывает пластичным и зернистым.
12.Диаграмма состояния железо-цементит.
В отличие от простых диаграм,например свинец сурьма в которой отсутствует раствориость,диаграмма железо цементит более сложная. В ней присутствует ограниченная расстворимость,переменная расстворимости. И другие эффекты,в том числе структурного характера. В состав железо углеродистых сплавов используют для построения диаграммы железо цементит входят компоненты,чистое железо,серебристый металл t плавл. 1579,плотность 7.85 г/см3,тверд по брин = 80,прочность 250 МПа.Железо имеет аллотропин виды измен-я в виде графита,сублемация 3500 С. Феррит твердый расствор углерод.Макс расств углерода 0.12% тверд-ть 60-130,элементарн ячейка ОЦК.По св-вам феррит ближе к железу,твердый расствор углерода в гамма жерлезе.Цементит имеет 5 форм.Цементит первичный обр-ся из жидкости цемнтит вторичный оз-ся при распаде аустентита мементит твроичный обр-ся при распаде феррита цементит ледобурит цементит явл фазой.
13.Макро-и микроструктура железоуглеродистых сплавов.
Макроструктура-строение металла, видимое невооружённым глазом или с помощью лупы, то есть при увеличениях до 25 раз.
Микроструктура-материала, строение материала (металла и сплавов, керамики, бетона), выявляемое с помощью микроскопа (оптического или электронного). Часть микроструктуры, имеющая однообразное строение, называется структурной составляющей.
а — феррит, б — доэвтектоидная сталь, в — эвтектоидная сталь, з — заэвтектоидная сталь,
д — доэвтектический белый чугун, е — эвтектический белый чугун, ж — заэвтектический белый чугун; Ф — феррит, Л — перлит, Ц1— первичный цементит, ЦІІ — вторичный цементит,
Л—ледебурит
Основы обработки металлов
14)Превращение стали при нагревании. Превращения стали при охлаждении. Превращения аустенита при охлаждении. Мартенситное превращение.
15)Термическая обработка Отжиг и нормализация стали. Закалка и отпуск.
16)Цементация, азотирование, цианирование, алитирование. Методы механического упрочнения.
17)Механическая обработка металлов. Обработка давлением. Прокат. Волочение и прессование. Ковка и штамповка металлов.
18)Сортамент металлических конструкционных материалов.
19)Основные сведения об обработке металлов резанием. Понятия о допусках и посадках.
14.Превращение стали при нагревании. Превращения стали при охлаждении. Превращения аустенита при охлаждении. Мартенситное превращение.
Превращения в стали при нагревании. Нагрев стали при термической обработки используют для получения мелкозернистого аустенита. Эвтектоидная сталь при нормальной температуре имеет структуру перлита. В процессе ее нагревания при температуре 727° С перлит превращается в аустенит. В доэвтектоидных сталях (Ф+П) при дальнейшем нагревании происходит превращение феррита в аустенит, которое заканчивается при температуре 830°С. У заэвтектоидных сталей (Ц+П) идет процесс растворения цементита в аустените, заканчивающийся при 940°С. Образование аустенита обеспечивает перестройку а -железа в г -железо с растворением в нем углерода. Для завершения диффузионных процессов и получения однородного аустенита сталь нагревают до температур на 30-50° выше критических (830°С, 940°С или 727°С) и выдерживают при этих температурах определенное время. Превращения в стали при охлаждении. Аустенит устойчив только при температуре 727°С. При охлаждении стали, предварительно нагретой до аустенитного состояния, аустенит становится неустойчивым – начинается его превращение. При медленном понижении температуры получается грубая смесь феррита и цементита, которая называется перлитом. Распад аустенита с образованием перлита является диффузионным процессом. Если сталь нагретую до состояния аустенита охлаждать с большой скоростью, то будет переохлаждение аустенита с его распадом и образованием мелкозернистой ферритно-цементитной смеси. Чем больше скорость охлаждения, тем мельче ферритно-цементитная смесь. Образующиеся более мелкие, по сравнению с перлитом, структуры, имеют повышенную твердость и свое особое название. При охлаждении стали на воздухе аустенит распадается с образованием сорбита. Его образование начинается при 600°С и заканчивается при 500°С. Сталь, в которой преобладает структура сорбита, обладает высокой прочностью и пластичностью. При еще более низких температурах – 500-200°С – образуется троостит, обладающий еще большей дисперсностью. Сталь со структурой троостита имеет повышенную твердость, достаточную прочность, вязкость и пластичность. По своему строению перлит, сорбит и троостит очень сходны. Все они являются механическими смесями феррита и цементита и отличаются лишь размерами пластинок феррита и цементита. В случае очень высокой скорости охлаждения (в воде) удается полностью подавить диффузионные процессы, происходит только бездиффузионное превращение, которое называется мартенситом. Мартенсит отличается от сорбита и троостита и по структуре и по свойствам. Он представляет собой твердый раствор углерода в а-железе, имеет игольчатое строение, обладает высокой твердостью, низкой пластичностью. Особенность его структуры объясняется тем, что при резком охлаждении углерод не успевает выделиться из твердого раствора аустенита в виде частичек цементита, как это происходит при образовании перлита, сорбита и троостита. Происходит только перестройка решетки г-железа в решетку а -железа. Атомы углерода остаются в решетке а-железа (мартенсита) и поэтому сильно ее искажают. При температурах, когда диффузия атомов железа сильно замедляется, а атомов углерода протекает сравнительно легко (скорость охлаждения выше, чем при образовании троостита, но недостаточна для получения мартенсита), происходит промежуточное – бейнитное – превращение, для которого характерны особенности как перлитного, так и мартенситного превращений. В результате промежуточного превращения образуется структура, состоящая из смеси а -фазы, часто пресыщенной углеродом и карбида (цементита), которая называется бейнит, или игольчатый троостит.