3 Физическая сущность пластической деформации и факторы, влияющие на пластичность металла

Пластическая деформация - сложный физико-химический процесс, в результате которого наряду с изменением формы и строения исходного металла изменяются его механические и физико-химические свойства. Рассмотрим физическую сущность процесса пластической деформации.

Как известно, металлы и сплавы имеют кристаллическое строение, характеризующееся тем, что атомы в кристаллах располагаются в местах устойчивого равновесия в строго определенном для каждого металла порядке.

При особых условиях охлаждения металл затвердевает в виде большого кристалла правильной формы, называемого монокристаллом. Строение монокристалла определяется соответствующей кристаллической решеткой.

B промышленных условиях затвердевание металла начинается одновременно во многих центрах кристаллизации. Поэтому после затвердевания такой металл состоит не из одного кристалла, а из большого числа прочно сросшихся друг с другом кристалликов неправильной формы, называемых кристаллитами или зернами. Металлы такого строения называются поликристаллическими.

Двойникование, которое в основном происходит при ударных нагрузках, состоит в стройном смещении группы атомов относительно особой плоскости - плоскости двойникования.

Смещенная часть монокристалла будет являться зеркальным отображением (двойником) недеформированной его части.

Пластическая деформация монокристалла сопровождается искажениeм кристаллической структуры, образованием осколков и возникновeниeм остаточных напряжений в кристалле.

Эти явления, затрудняя процесс дальнейшей деформации, вызывают изменения механических и физико-химических свойств исходного металла: прочность, твердость, электросопротивление и химическая активность увеличиваются, при oдноврeменном уменьшении пластичности, ударной вязкости, магнитной проницаемости и т. д.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 23

1.Керамикой называются материалы, полученные при высокотемпературном спекании минеральных порошков. При нагреве исходные вещества взаимодействуют между собой, образуя кристалли4ескую и аморфную фазы. Керамика представляет собой пористый материал, содержащий ковалентные или ионные кристаллы- сложные оксиды, карбиды или твёрдые растворы на их основе. Аморфная фаза является стеклом. Керами4еский материал содержит одну или несколько кристалли4еских фаз . Как правило керамика имеет поликристали4ескую структуру с прослойками стекла и беспорядо4ным расположением зерён и поэтому однородна по свойствам. Характерной особенностью керамических изделий является хрупкость. Керамику применяют в ка4естве огнеупорных материалов, фильтров, диэлектриков в электротехнике. Недостатки- хрупкость, сложность получения плотного беспористого материала и трудности изготовления деталей.

2. Устройство доменной печи

Доменная печь (домна) – это используемая в металлургии вертикальная шахтная печь, высотой до 35 метров, имеющая цилиндрическую форму и позволяющая выплавлять чугун и ферросплавы из шихты (железорудный агломерат, окатыши, кокс, флюсы).

Доменная печь представляет собой непрерывно работающий агрегат, состоящий из следующих зон:

1. Горячее дутьё

2. Зона плавления (заплечики и горн)

3. Зона восстановления FeO (распар)

4. Зона восстановления Fe2O3 (шахта)

5. Зона предварительного нагрева (колошник)

6. Загрузка железорудных материалов, известняка и кокса

7. Доменный газ

8. Столб железорудных материалов, известняка и кокса

9. Выпуск шлака

10. Выпуск жидкого чугуна

11. Сбор отходящих газов.

Сначала, в так называемый колошник (верхнюю цилиндрическую часть) загружают проплавляемые материалы. С двух сторон от колошника отходят газоотводы. Они нужны для удаления ненужных газов.

Далее идет шахта. Шахта предназначена для подготовки материалов к последующей обработке. Подготовка заключается в восстановлении из окислов руды, насыщении железа углеродом, плавлении сплава. Шахта своей широкой частью постепенно переходит в распар. Распар является наиболее широкой частью доменной печи. Распар предназначен для плавления пустой породы руды, в результате чего происходит появление шлаков. Дальнейшая обработка шлаков происходит в заплечиках. Здесь, собственно, она и заканчивается. После этого, в горн спускаются топливо. Здесь происходит накопление чугуна и шлаков в жидком состоянии. Для того чтобы топливо сжигалось, его направляют к печи по воздухопроводу. Для этого в доменной печи имеются фурмы. После завершения этих процессов, на дне горна оседают чугун и шлак.

3.Пайка металлов - это соединение металлов с помощью специального сплава , называемого припоем. Для осуществления пайки металлов температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых деталей. Это условие принципиально, так как соединяемые детали в процессе пайки плавиться не должны. Припой должен быть подобран к соединяемым деталям и по другому параметру: припой должен смачивать соединяемые металлы, другими словами он должен к ним приставать.

Перед пайкой нужно очистить поверхность соединяемых металлических деталей от грязи и плёнки из окислов механической обработкой. Для удаления окислов непосредственно в процессе пайки металлов (они образуются при нагреве припоя и соединяемых деталей во время пайки) используются вещества, называемые флюсами.

Пайка металлов разделяется на два вида:

1.пайка мягким припоем

2.пайка твёрдым припоем

В условиях домашней мастерской наиболее доступна пайка мягким припоем. Температура плавления мягких припоев не превышает 400 градусов по Цельсию. Швы из мягкого припоя не выдерживают больших механических нагрузок. Поэтому используются для соединения и герметизации узлов, не испытывающих особо больших нагрузок. Такая пайка металлов широко используется для обеспечения электрического контакта в электротехнических схемах. Наиболее широко используются Припои Оловянно-Свинцовые (ПОС).

Инструментом для пайки металлов служит - паяльник. Выпускаются паяльники различных форм и размеров. Наиболее распространены и удобны в использовании электрические паяльники. Размеры и мощность паяльника подбирают исходя из размеров спаиваемых деталей: дело в том, что для качественной пайки необходим хороший прогрев соединяемых деталей. Чем мощнее паяльник, тем более крупную деталь он может прогреть.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № № 24