 |
Цель: проверка знаний сущности явлений, происходящих в материалах в условиях производства и эксплуатации изделий
|
|
|
|
| Ваша фамилия с буквы «А» до «М» | Ваша фамилия с буквы «Н» до «Я» |
| 1. Какие свойства металлов называют механическими? | 1. В чем принципиальное отличие кристаллических и аморфных тел? |
| 2. Как можно определить способность металла к деформации? | 2. Как определить пластичность материала? |
| 3. Опишите механизм пластической деформации | 3. Опишите взаимодействие дислокаций между собой. |
| 4. Какие процессы протекают при нагреве деформированного металла выше температуры рекристаллизации? | 4. Каким видом пластической деформации является деформирование железа при температуре 500˚С? |
| 5. От чего зависит величина рекристаллизованного зерна? | 5. Какое основное отличие возврата от рекристаллизации? |
| 6. Какие структурные превращения происходят при нагреве и охлаждении доэвтектоидной стали в процессе их закалки? Что такое критическая скорость? | 6. Какие структурные превращения происходят при нагреве и охлаждении заэвтектоидной стали в процессе их закалки? Что такое критическая точка? |
Задание 3.
Цель: проверить умение определять зависимости между составом и свойствами материалов, умение обосновать выбор материала.
Для детали задана определенная марка стали. Укажите состав и свойства сплава, определите, к какой группе по назначению относится данная сталь. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки. Опишите микроструктуру и свойства стали после термической или химико-термической обработки.
| Ваша фамилия, начинается с буквы | Марка стали | |
| А,Б | 65Г | 12ХН3А |
| В,Г | 55С2 | 18Х2Н4МА |
| Д,Е,Ж | 50ХФА | 18ХГТ |
| З,И,К | 30ХГС | 12Х2Н4А |
| Л,М | 38ХН3МФА | 40Х |
| Н,О | 38ХНМЮА | |
| П,Р | 50ХФА | 20ХН |
| С,Т | 55ХГР | 08кп |
| У,Ф,Х | 60С2ВА | 25ХГСА |
| Ц,Ч,Ш,Щ | 60С2ХА | 15ХСНД |
| Э,Ю,Я | 40ХН2МА |
|
|
|
Например:
У10 – инструментальная углеродистая качественная сталь для режущего инструмента, содержание углерода около 1,0%;
обладает высокой твердостью после закали (неполная закалка, нагрев выше А1с охлаждением в воде) и низкотемпературного отпуска;
структура после обработки – мартенсит и избыточный карбид– цементит.
БСт3пс – конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества,поставляют с гарантированным химическим составом, механические свойства не гарантируются, полуспокойная; изготавливают горячекатаный сортовой, фасонный и листовой прокат, балки уголки и т.д.
можно подвергать горячей обработке давлением, обычно применяют без упрочняющей термической обработки; стали в горячекатаном состоянии имеют феррито-перлитную структуру.
20Х – конструкционная низкоуглеродистая низколегированная качественная сталь, содержание углерода – около 0,20%; хрома – около 1%; применяют для изготовления деталей небольших размеров, работающих на износ;
сталь цементуемая, детали после цементации подвергают нормализации (или полной закалке с охлаждением в воду или масло) повторной закалке и низкотемпературному отпуску;
структура поверхностного слоя после обработки – мартенсит и включения избыточного карбида
ОПОРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЗНАНИЙ
1) Кристаллическое строение металлов
ячейка решетка кристалл зерно структура
ОЦК - 9 (Feα, V, W) РАЗМЕР →ЧЦ+СК+ΔТ
ГЦК – 14 (Feγ, Al, Cu) ФОРМА→ΔТ
ГПУ - 17 (Mg, Zn)
Процесс кристаллизации:
1.образование центров кристаллизации ЧЦ
2.рост кристаллов СК
2) Пластическая деформация, рекристаллизация и механические свойства металлов.
Деформация металлов
v упругая
v пластическая (осуществляется скольжением, двойникованием)
пластическая деформация размер и форма зерна изменение свойств
|
|
|
| горячее деформирование – выше tрек t рекристаллизации Тп.р.= 0,4 Тпл холодное деформирование – ниже tрек |
а) зерно до деформации б) зерно после деформации
Изменение структуры и свойств деформированного металла при нагреве
| Рекристаллизацией называют процесс образования и роста новых зерен с более совершенной структурой |
| σв |
| σт |
| Предел прочности – σв Предел текучести – σт Относительное удлинение – δ Относительное сужение – Ψ Ударная вязкость – КС Твердость по Бринеллю – HB Твердость по Роквеллу – HR Твердость по Виккерсу – HV | σв = Р / Fо δ = (lк - lо) / lо · 100% Ψ= (Fо - Fк) / Fо · 100 % КС = А / F для сталей σв= HB / 3 ; σт= HB / 6 ; для алюминиевых сплавовσв= 0,362 HB для медных сплавовσв = 0,26 HB |
3) Основы теории сплавов.
Способы получения сплавов – сплавление, спекание
Типы взаимодействия компонентов в сплавах
· сплав – твердый раствор (внедрения, замещения) – сохраняется кристаллическая решетка растворителя
· сплав – механическая смесь - сохраняются кристаллические решетки обоих компонентов
· сплав – химическое соединение - образуется новая кристаллическая решетка
4) Железоуглеродистые сплавы
v Чугуны (содержание углерода от 2,14% до 6,67%)
Серые –н-р: СЧ15
Высокопрочные– н-р: ВЧ50
Ковкие–н-р: КЧ30
Чугуны специального назначения – н-р:АЧС-1
v Стали (содержание углерода до 2,14%)
Конструкционные стали (содержат углерода до 0,65%) – н-р: Бст0; 20кп; 50ХФА;
Инструментальные стали (содержат углерода более 0,7%) – н-р: У8; ХВГ; Р18
Структурные составляющие Fe-C сплавов
· феррит, аустенит - твердые растворы
· перлит, ледебурит - механические смеси
· цементит - химическое соединение железа с углеродом
5) Основы термической обработки
| П + Ц |
| П + Ф |
| 0,8 |
| 2.14 |
| А + Ф |
| 9110 |
| G |
| А |
| S |
| А + Ц |
| 7270 |
| 11470 |
Цель термической обработки – изменение структуры и получение требуемых свойств.
| Р |
| К |
Частичная перекристаллизация – нагрев выше линии PSK.
Полная перекристаллизация – нагрев выше линии GSE.
Критическая точка(GSE и PSK) – температура, при которой происходят фазовые и структурные изменения.
|
|
|
Фаза – однородная часть системы.
|
|
|
