Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Зарождение центров кристаллизации.

71.

35X2НМ- среднелегированная качественная конструкционная cталь,которая содержит 0,35% С, 2% Cr, Ni, Mo. Относится к классу????. Если цифры нет, то сталь содержит 0,8-1,5 % легирующего элемента, за исключением молибдена и ванадия (содержание которых в сталях обычно до 0,2-0,3 %), а также бора (в стали с буквой Р его должно быть не менее 0,0010 %) и некоторых других элементов. Доэвтектоидные стали нагревают до температур на 30 - 500С выше точки Ас3. Верхний предел закалки ограничивается, так как чрезмерное повышение температуры выше точки А1 связано с ростом зерна. Поэтому интервал колебания температур закалки невелик (15 - 200С). Закалка от температур выше точки Аcm снижает твердость стали за счет увеличения количества остаточного аустенита.

72.

Кристаллизацией называется процесс образования твердых кристаллов из жидкости или газа. Переход вещества из одного агрегатного состояния в другое является фазовым превращением. Фазой называется химически и физически однородная часть вещества (или системы), отделенная от других ее частей поверхностью раздела, при переходе через которую состав, структура или свойства изменяются скачкообразно. Процесс кристаллизации, как и всякое фазовое превращение, происходит самопроизвольно. Движущей силой кристаллизации является понижение свободной энергии системы. Если система может существовать в жидком и кристаллическом состоянии, то взаимосвязь свободной энергии от температуры F=U -TS имеет вид, представленный на рисунке 2.1. Кривая 1 описывает зависимость свободной энергии от температуры для жидкой фазы, а кривая 2 - для кристаллической. Температура То, при которой свободные энергии вещества в жидком и твердом состоянии равны, является теоретической температурой кристаллизации. При температуре выше То устойчива жидкая фаза, а ниже - кристаллическая фаза. Однако при этой температуре обе фазы устойчивы, следовательно, кристаллизация не может начаться, так как нет движущей силы. Более того, при случайном превращении жидкости в кристалл, появляется граница раздела фаз и энергия системы повышается на величину D f пов =S s, где S - площадь поверхности кристаллика,

s - удельная поверхностная энергия на границе жидкой и кристаллической фаз. Кристаллизация начнется тогда, когда свободная энергия кристаллической фазы будет меньше свободной энергии жидкой фазы, т.е. при температуре ниже теоретической. При этом произойдет самопроизвольное уменьшение энергии на величину DF = Fж - Fкр на единицу объема вещества. Разность между теоретической и действительной температурами DТ=То-Т называется степенью переохлаждения, при наличии которой может начаться зарождение центров кристаллизации.

Рисунок 2.1. Зависимость свободной энергии от температуры для жидкой и кристаллической фазы(лаба№6)

Д.К.Чернов установил, что механизм кристаллизации заключается в образовании центров кристаллизации и росте кристаллов из образовавшихся центров. Количественно кинетика процесса описывается скоростью зарождения центров кристаллизации (с.з.ц.) - числом центров кристаллизации, возникающих в единице объема за единицу времени, и линейной скоростью роста кристаллов (л.с.р.) - скоростью перемещения какой-либо грани кристалла параллельно самой себе.

73.

Азотирование – химико-термическая обработка, при которой поверхностные слои насыщаются азотом.При азотировании увеличиваются не только твердость и износостойкость, но также повышается коррозионная стойкость.При азотировании изделия загружают в герметичные печи, куда поступает аммиак NH3 c определенной скоростью. При нагреве аммиак диссоциирует по реакции: 2NH3>2N+3H2. Атомарный азот поглощается поверхностью и диффундирует вглубь изделия.Фазы, получающиеся в азотированном слое углеродистых сталей, не обеспечивают высокой твердость, и образующийся слой хрупкий. Для азотирования используют стали, содержащие алюминий, молибден, хром, титан. Нитриды этих элементов дисперсны и обладают высокой твердостью и термической устойчивостью. Типовые азотируемые стали: 38ХМЮА, 35ХМЮА, 30ХТ2Н3Ю.Глубина и поверхностная твердость азотированного слоя зависят от ряда факторов, из которых основные: температура азотирования, продолжительность азотирования и состав азотируемой стали.

В зависимости от условий работы деталей различают азотирование:

• для повышения поверхностной твердости и износостойкости;

• для улучшения коррозионной стойкости (антикоррозионное азотирование).

В первом случае процесс проводят при температуре 500…560oС в течение 24…90 часов, так как скорость азотирования составляет 0,01 мм/ч. Содержание азота в поверхностном слое составляет 10…12 %, толщина слоя (h) – 0,3…0,6 мм. На поверхности получают твердость около 1000 HV. Охлаждение проводят вместе с печью в потоке аммиака.

Значительное сокращение времени азотирования достигается при ионном азотировании, когда между катодом (деталью) и анодом (контейнерной установкой) возбуждается тлеющий разряд. Происходит ионизация азотосодержащего газа, и ионы бомбардируя поверхность катода, нагревают его до температуры насыщения. Катодное распыление осуществляется в течение 5…60 мин при напряжении 1100…1400 В и давлении 0,1…0,2 мм рт. ст., рабочее напряжение 400…1100 В, продолжительность процесса до 24 часов.

Антикоррозионное азотирование проводят и для легированных, и для углеродистых сталей. Температура проведения азотирования – 650…700oС, продолжительность процесса – 10 часов. На поверхности образуется слой ε— фазы толщиной 0,01…0,03 мм, который обладает высокой стойкостью против коррозии. (ε –фаза – твердый раствор на основе нитрида железа Fe3N, имеющий гексагональную решетку).Азотирование проводят на готовых изделиях, прошедших окончательную механическую и термическую обработку (закалка с высоким отпуском).

После азотирования в сердцевине изделия сохраняется структура сорбита, которая обеспечивает повышенную прочность и вязкость.

Нитроцементация – газовое цианирование, осуществляется в газовых смесях из цементующего газа и диссоциированного аммиака. Состав газа температура процесса определяют соотношение углерода и азота в цианированном слое. Глубина слоя зависит от температуры и продолжительности выдержки.тВысокотемпературная нитроцементация проводится при температуре 830…950oС, для машиностроительных деталей из углеродистых и малолегированных сталей при повышенном содержании аммиака. Завершающей термической обработкой является закалка с низким отпуском. Твердость достигает 56…62 HRC.Низкотемпературной нитроцементации подвергают инструмент из быстрорежущей стали после термической обработки (закалки и отпуска). Процесс проводят при температуре 530…570oС, в течение 1,5…3 часов. Образуется поверхностный слой толщиной 0,02…0,004 мм с твердостью 900…1200 HV.

Нитроцементация характеризуется безопасностью в работе, низкой стоимостью.

 

74.

75.

В заэвтектических белых чугунах из жидкости кристаллизуется первичный цементит в виде плоских игл, затем образуется ледебурит.(рисунок в лабе есть). При комнатной температуре эаэвтектический белый чугун содержит две структурные составляющие: первичный цементит и ледебурит. Фазовый состав белых чугунов при комнатной температуре такой же, как в углеродистых сталях в равновесном состоянии, все они состоят из феррита и цементита.

76.

55ХГФА- среднелегированная высококачественная конструкционная cталь,которая содержит 0,55% С, Cr, Mn (марганец), V(ванадий). Относится к классу????. Если цифры нет, то сталь содержит 0,8-1,5 % легирующего элемента, за исключением молибдена и ванадия (содержание которых в сталях обычно до 0,2-0,3 %), а также бора (в стали с буквой Р его должно быть не менее 0,0010 %) и некоторых других элементов. Доэвтектоидные стали нагревают до температур на 30 - 500С выше точки Ас3. Верхний предел закалки ограничивается, так как чрезмерное повышение температуры выше точки А1 связано с ростом зерна. Поэтому интервал колебания температур закалки невелик (15 - 200С). Закалка от температур выше точки Аcm снижает твердость стали за счет увеличения количества остаточного аустенита.

76.

Зарождение центров кристаллизации.

Тепловое движение атомов приводит к тому, что в жидкости постоянно образуются и разрушаются группы атомов с упорядоченным строением. При охлаждении жидкой фазы ниже температуры То, некоторые наиболее крупные из них могут стать устойчивыми. Они и являются самопроизвольно возникшими зародышами или центрами кристаллизации. Однако не все зародыши могут расти, способными к росту становятся кристаллы только достаточно большого - критического размера. акр=4s /D F и кристаллик размером акр называется критическим зародышем. Он находится в неустойчивом равновесии с исходной фазой: как его рост, так и распад вызывают уменьшение свободной энергии системы. Кристаллы размером более акр способны к росту, при этом свободная энергия системы будет уменьшаться. Размер критического зародыша уменьшается по мере увеличения степени переохлаждения.Образование критического зародыша обеспечивается за счет флуктуации энергии, и такой процесс называют гомогенным зарождением. Чем больше степень переохлаждения, тем меньше критический зародыш и тем меньше работа его образования. Поэтому увеличивается число критических зародышей, возникающих в единице объема за единицу времени. Их число пропорционально exp (-D fкр/kT). Вместе с тем, увеличение степени переохлаждения привод к тому, что подвижность атомов снижается, и вероятность образования устойчивого зародыша кристалла снижается. Таким образом, при увеличении степени переохлаждения с.з.ц. сначала возрастает, проходит через максимум и снижается. При температурах, когда диффузионные процессы не могут происходить, центры кристаллизации не образуются, и вещество переходит в аморфное состояние. Теоретические расчеты показывают, что максимальные значения с.з.ц. достигаются при 0,2 То.

Рост кристаллов

Экспериментально установлено, что кристалл может расти лишь путем одновременного присоединения определенной группы атомов на какую-либо грань. Такая группа атомов называется двумерным зародышем. Следовательно, скорость роста кристаллов определяется вероятностью зарождения двумерного зародыша и вероятностью его присоединения к кристаллу за счет диффузии. Отсюда следует, что степень переохлаждения влияет на линейную скорость роста (л.с.р.) аналогично тому, как она влияет на скорость зарождения центров (с.ц.з.). Экспериментально установлено, что максимум Л.С.Р. чаще всего соответствует меньшим степеням переохлаждения, чем максимум С.З.Ц. Число центров кристаллизации (чц), скорость роста (ср) и размер кристаллов, образующихся в результате кристаллизации, зависят от степени переохлаждения. Для степени переохлаждения скорость образования центров кристаллизации и их рост малы, поэтому процесс кристаллизации протекает медленно и зерна образуются крупные.

Кривые на рисунке 2.2 называются кривыми Таммана, который впервые построил их экспериментально в 1935 году. На основе их анализа можно сделать вывод, что Л.С.Р. и С.З.Ц. являются функцией степени переохлаждения, которая в свою очередь зависит от скорости охлаждения - чем больше скорость охлаждения, тем большего переохлаждения можно достигнуть. Следовательно, изменяя условия охлаждения, можно управлять процессом кристаллизации. Конечный размер зерен определяется числом центров и скоростью роста. Число зерен (кристаллов) в единице объема может быть определено как n= (С.З.Ц./ Л.С.Р.)1/ 2

77.

Легированная сталь – это сталь, которая содержит кроме углерода и обычных примесей, другие элементы, улучшающие ее свойства.Для легирования стали применяют хром, никель, марганец, кремний, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, титан, алюминий, медь и другие элементы. Марганец считается легирующим компонентом лишь при содержании его в стали более 1 %, а кремний – при содержании более 0,8 %.В сталь вводятся легирующие элементы, которые изменяют ее механические, физические и химические свойства, а также в зависимости от назначения стали в нее вводят элементы, изменяющие свойства в нужном направлении. По суммарному количеству легирующих элементов, которые содержатся в стали, она делится на низколегированную (суммарное содержание легирующих элементов менее 2,5 %) среднелегированную (от 2,5 до 10 %) и высоколегированную (более 10 %).Недостатком углеродистой стали является то, что эта сталь не обладает нужным сочетанием механических свойств. С увеличением содержания углерода увеличиваются прочность и твердость, но одновременно резко уменьшаются пластичность и вязкость, растет хрупкость. Режущие инструменты из углеродистой стали очень хрупки и непригодны для выполнения операции с ударной нагрузкой на инструмент.

Легирующие элементы по отношению к углероду разделяются на две группы:

1) элементы, которые образуют с углеродом устойчивые химические соединения – карбиды (хром, марганец, молибден, вольфрам, титан); карбиды могут быть простые (например, Сг4 С) или сложные легированные (например, ((FеСг)7С3); твердость их обычно выше твердости карбида железа, а хрупкость ниже;

2) элементы, не образующие в присутствии железа карбидов и входящие в твердый раствор – феррит (никель, кремний, кобальт, алюминий, медь).

По назначению легированную сталь делят на конструкционную, инструментальную и сталь с особыми физико-химическими свойствами.Конструкционную сталь применяют для изготовления деталей машин; она делится на цементируемую (подвергаемую цементации) и улучшаемую (подвергаемую улучшению – закалке и высокому отпуску). К сталям с особыми свойствами относят: нержавеющие, жаростойкие, кислотостойкие, износоустойчивые, с особыми магнитными и электрическими свойствами.Маркировка по ГОСТ для обозначения легирующих элементов: Х – хром, Н – никель, Г – марганец, С – кремний, В – вольфрам, М – молибден, К – кобальт.

Для стали конструкционной легированной принята маркировка, по которой первые две цифры показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквы – наличие соответствующих легирующих элементов, а цифры, следующие за буквами, – процентное содержание этих компонентов в стали. Если после какой-либо буквы отсутствует цифра, то содержание данного элемента в стали примерно равно 1 %. Если цифра отсутствует, то сталь содержит около или более 1 % углерода.Для обозначения высококачественной стали в конце маркировки добавляют букву А. Высококачественная сталь содержит меньше серы и фосфора, чем обычная качественная. Стали специального назначения имеют особую маркировку из букв, которые ставятся впереди: Ш – шарикоподшипниковая, Р – быстрорежущая, Ж – хромовая нержавеющая ферритного класса, Я – хромоникелевая нержавеющая аустенитного класса, Е – электротехническая сталь.Многие стали можно отнести к машиностроительным материалам, которые обладают достаточно высокими прочностными качествами. К таким сталям относятся: углеродистые стали, низголегированные стали, высокопрочностные среднелегированные стали, высокопрочные высоколегированные (мартенситно – стареющие) стали.

Все легированные стали можно разделить на группы в зависимости от четырех признаков: по равновесной структуре стали, по структуре после охлаждения стали на воздухе, по составу стали, по назначению стали. В зависимости от того, какое количество углерода содержится в стали, различают следующие виды: малоуглеродистые до 0.1–0.2 %, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые 0.6–1.7 % Структура сталей может быть доэвтектоидной (феррит + перлит), эвтектоидной (перлит) и заэвтектоидной (перлит + цементит) стали. Существует три способа выплавки стали: кипящий, полуспокойный, спокойный способы. При кипящем способе в структуре стали содержатся в большом количестве газовые пузыри, которые являются результатом раскисления стали в изложницах и выделения СО. Стали также получают при использовании конвертеров, электропечей, установки непрерывной разливки. 14Г2 - низколегированная качественная сталь, спокойная, содержит приблизительно 0,14 % углерода и до 2,0 % марганца.

03Х16Н15М3Б - высоколегированная качественная сталь, спокойная, содержит 0,03 % С, 16,0 % Сr, 15,0 % Ni, до 3,0 % Мо, до 1,0 % Nb.

78.

Рис. 8. Кристаллизация доэвтектического и заэвтектического сплавов:

а) диаграмма состояния эвтектического типа системы А–В;

б) кривые охлаждения сплавов Х1(доэвтектического) и Х2(заэвтектического)

79.

Ледебурит — структурная составляющая железоуглеродистых сплавов, главным образом чугунов, представляющая собой эвтектическую смесь аустенита и цементита в интервале температур 727—1147 °C, или феррита и цементита ниже 727 °C. Основная фаза, инициирующая зарождение ледебурита — цементит. На пластинке цементита, зародившейся в эвтектической жидкости, разрастается плоский дендрит аустенита. Далее идет сравнительно быстрый парный рост взаимно проросших кристаллов обеих фаз. Каждая из фаз в пределах одной колонии ледебурита непрерывна, то есть относится к одному кристаллу.В зависимости от температуры, фазовый состав ледебурита может быть разным. Так в температурном интервале от 1147 °C до 727 °C ледебурит состоит из аустенита и цементита, а при температурах ниже 727 °C — из перлита и цементита.

Ледебурит обладает высокими твёрдостью и хрупкостью.

80.

55С2ГФ- среднелегированная качественная конструкционная сталь, которая содержит 0,55%С, 2% кремния, марганец(Mn), ванадий(V). Относится к классу??????? Если цифры нет, то сталь содержит 0,8-1,5 % легирующего элемента, за исключением молибдена и ванадия (содержание которых в сталях обычно до 0,2-0,3 %), а также бора (в стали с буквой Р его должно быть не менее 0,0010 %) и некоторых других элементов. Доэвтектоидные стали нагревают до температур на 30 - 50С выше точки Ас3. Верхний предел закалки ограничивается, так как чрезмерное повышение температуры выше точки А1 связано с ростом зерна. Поэтому интервал колебания температур закалки невелик (15 - 20С). Закалка от температур выше точки Аcm снижает твердость стали за счет увеличения количества остаточного аустенита.

 

81.

Факторы, влияющие на процесс кристаллизации

Как было показано, работа образования критического зарождения определяется величиной поверхностной энергии на границе между жидкой и кристаллической фазой. В связи с этим все факторы, влияющие на поверхностную энергию, влияют на кинетику кристаллизации. Наличие готовых поверхностей раздела облегчает процесс зарождения кристаллов. Реальные металлы всегда содержат большое количество примесей, мельчайшие частицы нерастворимых фаз, окислов, что приводит к сильному ускорению образования зародышей и кристаллизации в целом. Кристаллизация в присутствии готовых поверхностей раздела называется гетерогенным зарождением. Стенки форм, в которую отливают жидкий металл, также служат готовой поверхностью раздела. Наличие теплоотвода через стенки формы способствует увеличению степени переохлаждения. Ряд механических свойств металлов, как прочность, пластичность, выносливость, ударная вязкость тем выше, чем меньше размер зерен. Поэтому в практике изготовления отливок, особенно если они не подвергаются дальнейшей обработке давлением, применяют модифицирование - введение в расплав специальных добавок, которые, не изменяя химического состава, создают дополнительные центры кристаллизации, тем самым измельчают структуру.

Форма и размер кристаллов

В идеальном случае при очень малых степенях переохлаждения вырастает кристалл равновесной формы. В реальных металлах и сплавах форма и размеры кристаллов зависят от ряда факторов: кристаллического строения, скорости роста, направленности теплоотвода. Обычно кристаллы зарождаются правильной геометрической формы, соответствующей их кристаллическому строению. Если скорость роста кристалла одинакова во всех направлениях, кристаллы растут, сохраняя правильную форму, до тех пор, пока его окружает со всех сторон жидкая фаза. В условиях значительного переохлаждения элементы огранки кристалла будут в неодинаковом положении по отношению питания из жидкой фазы. Лучше всего питание подводится к вершинам, затем к ребрам, и, наконец, к граням многогранника, что вызывает неравномерный рост кристалла, приводя к образованию скелетных, игольчатых, спиральных и других форм. Если скорость роста кристаллов в одном направлении больше, образуются кристаллы древовидной формы, или дендриты. Сначала кристалл приобретает вытянутую форму в направлении большей скорости роста, затем начинает расти в боковых направлениях, причем не по всей поверхности, а на отдельных участках. В результате от основной оси первого порядка, соответствующей направлению наибольшей скорости роста, ответвляются оси второго порядка и т.д. Дендриты растут до тех пор, пока не соприкоснутся друг с другом. После этого кристаллизуются междендритные пространства, и дендриты превращаются в кристаллы. Кристаллы или зерна могут состоять из нескольких одинаково ориентированных дендритов. Металлические слитки, получаемые в промышленных условиях, обычно состоят из трех зон. В наружном слое при контакте жидкого металла со стенками формы возникает высокая степень переохлаждения, ведущая к образованию большого числа центров кристаллизации, поэтому наружный слой имеет мелкозернистое строение. После образования наружного слоя скорость охлаждения, соответственно и DТ, уменьшается, уменьшается число центров и скорость роста. Однако Л.С.Р. уменьшается в меньшей степени, и в условиях направленного теплоотвода образуется вторая зона - столбчатых кристаллов, имеющих дендритное строение. В центре слитка DТ обычно невелика, направленного теплоотвода нет, образуется зона крупных равноосных зерен, имеющих также дендритное строение.

Рисунок 1. Схема роста дендрита (а) и строения слитка: 1- зона мелких кристаллов, 2-зона столбчатых кристаллов, 3- зона равноосных кристаллов.

Модифицирование – использование специально вводимых в жидкий металл примесей (модификаторов) для получения мелкого зерна. Эти примеси, практически не изменяя химического состава сплава, вызывают при кристаллизации измельчение зерна и в итоге улучшение механических свойств.

 

82.

К чугунам относятся сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14 %С (рис. 1).

Практическое применение находят чугуны с содержанием углерода до 4 – 4,5 %. При большем количестве углерода, механические свойства существенно ухудшаются.

Промышленные чугуны не являются двойными сплавами, а содержат кроме Fe и С, такие же примеси, как и углеродистые стали Мn, Si, S, P и др. Однако в чугунах этих примесей больше и их влияние иное, чем в сталях. Если весь имеющийся в чугуне углерод находится в химически связанном состоянии, в виде карбида железа (F3C - цементит), то такой чугун называется белым. Чугуны, в которых весь углерод или большая часть, находится в свободном состоянии в виде графитных включений той или иной формы, называются графитизированными.

Белые чугуны: Микроскопический анализ белых чугунов проводят, используя диаграмму состояния Fe – Fe3С с. l). Из-за присутствия большого количества цементита белый чугун обладает высокой твердостью (HB = 4500 – 5500 МПа), хрупок и практически не поддастся обработке резанием. Поэтому белый чугун имеет ограниченное применение, как конструкционный материал.Обычной структурной составляющей белых чугунов является ледебурит. Ледебуритом называют смесь аустенита и цементита, образующуюся по эвтектической реакции при переохлаждении жидкости состава точки С (4,3 % углерода) ниже температуры 1147 °C. Чугун, содержащий 4,3 %С (точка С), называется белым эвтектическим чугуном. Левее точки С находятся доэвтектические, а правее - заэвтектические белые чугуны. В доэвтектических белых чугунах из жидкой фазы кристаллизуется аустенит, затем эвтектика – ледебурит. При охлаждении чугуна в интервале температур от 1147 °С до 727 °С аустенит обедняется углеродом, его состав изменяется по линии ЕS и выделяется вторичный цементит. При небольшом переохлаждении ниже 727 °С аустенит состава точки S по эвтектоидной реакции распадается на перлит (Ф + Ц). Вторичный цементит, выделяющийся по границам зерен аустенита, сливается с цементитом ледебурита. Таким образом, при комнатной температуре в доэвтектических белых чугунах находятся три структурные составляющие – перлит, ледебурит и вторичный цементит. Эвтектический белый чугун при комнатной температуре состоит из одной структурной составляющей – ледебурита. Последний, в свою очередь, состоит из перлита и цементита и называется ледебуритом превращенным. В заэвтектических белых чугунах из жидкости кристаллизуется первичный цементит в виде плоских игл, затем образуется ледебурит. При комнатной температуре заэвтектический белый чугун содержит две структурные составляющие: первичный цементит и ледебурит. Фазовый состав белых чугунов при комнатной температуре такой же, как в углеродистых сталях в равновесном состоянии, все они состоят из феррита и цементита.

В зависимости от формы графитных включений различают серые, высокопрочные, ковкие чугуны и чугуны с вермикулярным графитом. Серые чугуны получают при меньшей скорости охлаждения отливок, чем белые. Они содержат 1 – 3 %Si – обладающего сильным графитизирующим действием. Серый чугун широко применяется в машиностроении. Он хорошо обрабатывается режущим инструментом. Из него производят станины станков, блоки цилиндров, фундаментные рамы, цилиндровые втулки, поршни и т.д. Серые чугуны маркируются буквами СЧ и далее следует величина предела прочности при растяжении (в кгс/мм2), например СЧ 15, CЧ 20, СЧ 35 (ГОСТ 1412-85). Графит в сером чугуне наблюдается в виде темных включении на светлом фоне нетравленного шлифа. По нетравленному шлифу оценивают форму и дисперсность графита, от которых в сильной степени зависят механические свойства серого чугуна. Серые чугуны подразделяют по микроструктуре металлической основы в зависимости от полноты графитизации. Степень или полноту графитизации оценивают по количеству свободно выделившегося (несвязанного) углерода. Полнота графитизации зависит от многих факторов, из которых главными являются скорость охлаждения и состав сплава. При быстром охлаждении кинетически более выгодно образование цементита, а не графита. Чем медленнее охлаждение, тем больше степень графитизации. Кремний действует в ту же сторону, что и замедление охлаждения, т.е. способствует графитизации, а марганец – карбидообразующий элемент – затрудняет графитизацию.

 

83.

Тут вместо ледебурита(П+Ц) нужно написать ледебурит (А+Ц)

84.

Отжиг — вид термической обработки металлов и сплавов, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующем, обычно медленном, охлаждении. При отжиге осуществляются процессы возврата (отдыха металлов), рекристаллизации и гомогенизации. Цели отжига — снижение твёрдости для повышения обрабатываемости, улучшение структуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений. Закалка осуществляется путем нагрева детали выше температуры фазовых превращений, выдержки при этой температуре и быстрого (в этом принципиальное отличие от режимов отжига) охлаждения. Основная цель закалки стали —получение высокой прочности, твердости, износостойкости и других свойств. Способность стали закаливаться на определенную глубину называется прокаливаемостью.

85.

40ХГС2Н2МФ- среднелегированная качественная конструкционная сталь, которая содержит 0,40% углерода, хром, марганец, 2%кремния, 2%никеля, молибден, ванадий. Если цифры нет, то сталь содержит 0,8-1,5 % легирующего элемента, за исключением молибдена и ванадия (содержание которых в сталях обычно до 0,2-0,3 %), а также бора (в стали с буквой Р его должно быть не менее 0,0010 %) и некоторых других элементов.

 

86.

В этих сплавах компоненты химически реагируют друг с другом, образуя химическое соединение АmВn. Это соединение представляет собой новую фазу и имеет соответствующую однородную область на диаграмме состояний (линия PF на рис. 3.4). Линия химического соединения проходит через точку Р, соответствующую содержанию компонента В в АmВn и разделяет общую диаграмму А - В на две независимые части: А - АmВn и АmВ n- В, каждую из которых можно рассматривать отдельно и для каждой из них соединение АmВn играет роль «компонента».

В каждой части тип диаграммы состояний может быть любым. В частности, на рисунке в качестве примера приведены системы А – АmВn и АmВn - В эвтектического типа.

Однофазные области этой диаграммы:

1) жидкость L – выше линии ликвидус ECFDG;

2) компонент А – линия 0HE;

3) компонент B – линия 100-N-G;

4) химическое соединение АmВn – линия РF.

Структурные составляющие сплавов этой системы и их области на диаграмме:

1) кристаллы А линия ОНЕ;

2) кристаллы B линия 100-N-G;

3) кристаллы АmВn линия РF;

4) эвтектика эвт1(А + АmВn) линия СС´;

5) эвтектика эвт2(АmВn + В) линия DD´.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...