Контрольная работа По предмету: «Металловедение и термическая обработка металлов» - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Металловедение и термическая обработка металлов Формула специальности... 1 25.17kb.
Резюме луковкин анатолий иванович 1 30.9kb.
Программа кандидатского экзамена по научной специальности 05. 1 94.51kb.
Программа профессиональной переподготовки мтф п/п-1 «металловедение... 1 34.15kb.
Красноярск, 2011 1 125.07kb.
Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 1 77.14kb.
"Термическая обработка металлов и сплавов" 1 20.96kb.
Рабочей программы дисциплины в. Од. 6 «Введение в металловедение... 1 17.17kb.
Лекция Термическая и химико-термическая обработка сталей 1 80.04kb.
Лекция 11 11 Виды термической обработки металлов 1 80.88kb.
Термическая обработка металлов и сплавов 1 199.88kb.
«Вода основной источник жизни на Земле» Карпенко Надежда 1 98.68kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Контрольная работа По предмету: «Металловедение и термическая обработка металлов» - страница №1/1




Металловедение

Контрольная работа По предмету: «Металловедение и термическая обработка металлов» Содержание:1)Контрольная работа №1 вариант-22 1.1.Существенные характеристики кристаллической структуры 1.2. Энергетические условия процесса кристаллизации. Почему превращенияпроисходят при строго определенных температурах? 1.3. Какую роль играют несовершенства структуры кристаллов. Какую рольиграют дислокации в вопросах прочности и пластичности материала. 1.4. Характеристика твердых растворов замещения.2) Контрольная работа №2 вариант-22 2.1.Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, спишитепревращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 00 до16000 /с применением правила фаз / для сплава, содержащего 0,3%С. 2.2. Отжиг. Цель и назначение диффузионного, изотермического отжига. 2.3. Назовите режим термической обработки (температуру закалки,охлаждающую среду и температуру отпуска) фрез из стали У12. Опишитесущность проходящих превращений, микроструктуру и твердость инструментапосле термообработки. 2.4. Опишите в каких отраслях промышленности особенноперспективно применение титана и сплава титана. 3) Список используемой литературы. Контрольная работа №1 1.1. Существенные характеристики кристаллической структуры Все вещества могут находиться в трех агрегатных состояниях:твердом, жидком и газообразном, переходы между которыми (так называемыефазовые переходы) сопровождаются скачкообразными изменениями свободнойэнергииэнтропии, плотности и других физических свойств. Четвертым агрегатнымсостоянием часто называют плазму — сильно ионизированный газ (т. е. газзаряженных частиц — ионов, электронов), образующийся при высокихтемпературах (свыше 105 К). Однако это утверждение неточно, так как междуплазмой и газом нет фазового перехода. Тем не менее, плазма резкоотличается от газа прежде всего сильным электрическим взаимодействием ионови электронов, проявляющимся на больших расстояниях Реализация того или иного агрегатного состояния вещества зависит главнымобразом от температуры и давления, при которых оно находится В газах межмолекулярные расстояния большие, молекулы практически невзаимодействуют друг с другом и, свободно двигаясь, заполняют весьвозможный объем. Таким образом, для газа характерно отсутствие собственногообъема и формы. Жидкости и твердые тела относят к конденсированному состоянию вещества.В отличие от газообразного состояния у вещества в конденсированномсостоянии атомы расположены ближе друг к другу, что приводит к их болеесильному взаимодействию и, как следствие этого, жидкости и твердые телаимеют постоянный собственный объем. Для теплового движения атомов вжидкости характерны малые колебания атомов вокруг равновесных положений ичастые перескоки из одного равновесного положения в другое. Это приводит кналичию в жидкости только так называемого ближнего порядка в расположенииатомов, т. е. некоторой закономерности в расположении соседних атомов нарасстояниях, сравнимых с межатомными. Для жидкости в отличие от твердоготела характерно такое свойство, как текучесть. Атомы в твердом теле, для которого в отличие от жидкого телахарактерна стабильная, постоянная собственная форма, совершают только малыеколебания около своих равновесных положений. Это приводит к правильномучередованию атомов на одинаковых расстояниях для сколь угодно далекоудаленных атомов, т. е существования так называемого дальнего порядка в расположении атомов. Такоеправильное, регулярное расположение атомов в твердом теле,характеризующееся периодической повторяемостью в трех измерениях образуеткристаллическую решетку, а тела, имеющие кристаллическую решетку, называюттвердыми телами. Кроме того, существуют аморфные тела (стекло, воск и т.д.). В аморфных телах атомы совершают малые колебания вокруг хаотическирасположенных равновесных положений, т. е. не образуют кристаллическуюрешетку. Аморфное тело находится с термодинамической точки зрения внеустойчивом (так называемом метастабильном) состоянии и его следуетрассматривать как сильно загустевшую жидкость, которая с течением временидолжна закристаллизоваться, т. е. атомы в твердом теле должны образоватькристаллическую решетку и превратиться в истинно твердое тело. Аморфное состояние образуется при быстром- (106 О С/с и более)охлаждении расплава. Например, при охлаждении ряда сплавов из жидкогосостояния образуются так называемые металлические стекла, обладающиеспецифическими физико-механическими свойствами. Атомы в кристаллическом твердом теле располагаются в пространствезакономерно, периодически повторяясь в трех измерениях через строгоопределенные расстояния, т. е. образуют кристаллическую решетку.Кристаллическую решетку можно «построить», выбрав для этого определенный«строи тельный блок» (аналогично постройке стены из кирпичей) и многократносмещая этот блок по трем, непараллельным направлениям. Такая «строительная»единица кристаллической решетки имеет форму параллелепипеда и называетсяэлементарной ячейкой. Все элементарные ячейки, составляющие кристаллическуюрешетку, имеют одинаковую форму и объемы. Атомы могут располагаться как ввершинах элементарной ячейки, так и в других ее точках (в узлахкристаллической решетки). В первом случае элементарные ячейки называютсяпростыми (примитивными), во втором — сложными. Если форма элементарнойячейки определена и известно расположение всех атомов внутри нее, тоимеется полное геометрическое описание кристалла, т. е. известна его атомно-кристаллическая структура. 1.2. Энергетические условия процесса кристаллизации. Почему превращенияпроисходят при строго определенных температурах? Любое вещество, как известно, может находиться в трех агрегатныхсостояниях: газообразном, жидком и твердом. В чистых металлах приопределенных температурах происходит изменение агрегатного стояния твердоесостояние сменяется жидким при температуре плавления, жидкое состояниепереходит в газообразное при температуре кипения. Температуры переходазависят от давления но при постоянном давлении они вполне определенны. При переходе из жидкого состояния в твердое образуется кристаллическаярешетка, возникают кристаллы. Такой процесс называется кристаллизацией.Чем объясняется существование при одних температурах жидкого, а при другихтемпературах твердого состояния и почему превращение происходит при строгоопределенных температурах? В природе все самопроизвольно протекающие превращения, а следовательно,кристаллизация и плавление обусловлены тем, что новое состояние в новыхусловиях является энергетически более устойчивым, обладает меньшим запасомэнергии. Поясним примером. Тяжелый шарик из положения 1 (рис. 1) стремитсяпопасть в более устойчивое положение 2, так как потенциальная энергия вположении 2 меньше, чем в положении 1. Энергетическое состояние системы, имеющей огромное число охваченныхтепловым движением частиц (атомов, молекул), характеризуется особойтермодинамической функцией F, называемой свободной энергией (свободнаяэнергия F = U — ТS, где U — внутренняя энергия системы; Т— абсолютнаятемпература; S—энтропия). Можно сказать, что чем больше свободная энергиясистемы, тем система менее устойчива, и если имеется возможность, тосистема переходит в состояние, где свободная энергия меньше («подобно»шарику, который скатывается из положения 1 в положение 2, если на пути нетпрепятствия). С изменением внешних условий, например температуры, свободная энергиясистемы изменяется по сложному закону, но различно для жидкого икристаллического состояний. Схематически характер изменения свободнойэнергии жидкого и твердого состояний с температурой показан на рис. 2 Выше температуры Тs, меньшей свободной энергией обладает вещество вжидком состоянии, ниже Тs — вещество в твердом состоянии. Следовательно,выше Ts, вещество должно находиться в жидком состоянии, а ниже Тs, — втвердом, кристаллическом. Очевидно, что при температуре, равной Ts, свободные энергии жидкого итвердого состояний равны, металл в обоих состояниях находится в равновесии.Эта температура Ts и есть равновесная или теоретическая температуракристаллизации. Однако при Ts не может происходить процесс кристаллизации (плавление),так как при данной температуре Fж = Fкр и процесс [pic] [pic] Рис. 2. Изменение свободной энергии жидкого (1) и кристаллического (2)состояния в зависимости от температуры Рис. 27. Кривые охлаждения при кристаллизации кристаллизации (плавления) не может идти, так как при равенстве обеихфаз это не будет сопровождаться уменьшением свободной энергии. Для начала кристаллизации необходимо, чтобы процесс был термодинамическивыгоден системе и сопровождался уменьшением свободной энергии системы. Изкривых, приведенных на рис. 2 видно, что это возможно только тогда, когдажидкость будет охлаждена ниже точки Ts. Температура, при которойпрактически начинается кристаллизация, может быть названа фактическойтемпературой кристаллизации. Охлаждение жидкости ниже равновесной температуры кристаллизацииназывается переохлаждением. Указанные причины обусловливают и то, что обратное превращение изкристаллического состояния в жидкое может произойти только выше температурыTs; это явление называется перенагреванием. Величиной или степенью переохлаждения называют разность междутеоретической и фактической температурами кристаллизации. Процесс перехода металла из жидкого состояния в кристаллическое можноизобразить кривыми в координатах время — температура (рис. 3). Охлаждение металла в жидком состоянии сопровождается плавным понижениемтемпературы и может быть названо простым охлаждением, так как при этом неткачественного изменения состояния. При достижении температуры кристаллизации на кривой температура — времяпоявляется горизонтальная площадка (кривая 1, рис.3), так как отвод теплакомпенсируется выделяющейся при кристаллизации скрытой теплотойкристаллизации. По окончании кристаллизации, т. е. после полного перехода втвердое состояние, температура снова начинает снижаться, и твердоекристаллическое вещество охлаждается. Теоретически процесс кристаллизацииизображается кривой 1. Кривая 2 показывает реальный процесс |кристаллизации. Жидкость непрерывно охлаждается до температурыпереохлаждения Тп, лежащей ниже теоретической температуры кристаллизацииTs. При охлаждении ниже температуры Ts создаются энергетические условия,необходимые для протекания процесса кристаллизации. У некоторых металлов из-за большого переохлаждения скрытая теплотаплавления выделяется в первый момент кристаллизации настолько бурно, чтотемпература скачкообразно повышается, приближается к теоретической (кривая3, рис.3). Чем больше скорость охлаждения, тем больше величина переохлаждения. Длятого, чтобы полностью переохладить металл в жидком состоянии требуютсябольшие скорости охлаждения (миллионы и даже миллиарды градусов в секунду),охлаждение жидкого металла до комнатной температуры следует проводить так,чтобы получить переохлажденный жидкий металл (т. е. металл, не имеющийкристаллического строения) за ничтожную долю секунды. Такой, металлназывается аморфным или металлическим стеклом, который начинает применятьсяна практике. 1.3. Какую роль играют несовершенства структуры кристаллов. Какую рольиграют дислокации в вопросах прочности и пластичности материала. Встречающиеся в природе кристаллы, как монокристаллы, так и зерна вполикристаллах, никогда не обладают строгой периодичностью в расположенииатомов т. е. не являются «идеальными» кристаллами. В действительности«реальные» кристаллы содержат те или иные несовершенства (дефекты)кристаллического строения. Дефекты в кристаллах принято классифицировать по характеру их измеренияв пространстве на точечные (нульмерные), линейные (одномерные),поверхностные (двухмерные), объемные (трехмерные). Точечными дефектами называются такие нарушения периодичностикристаллической решетки, размеры которых во всех измерениях сопоставимы сразмерами атома. К точечным дефектам относят вакансии (узлы вкристаллической решетке, свободные от атомов), межузельные атомы (атомы,находящиеся вне узлов кристаллической решетки), а также примесные атомы,которые могут или замещать атомы основного металла (примеси замещения), иливнедряться в наиболее свободные места решетки (поры или междоузлия)аналогично межузельным атомам (примеси, внедрения) Линейные дефекты в кристаллах характеризуются тем, что их поперечныеразмеры не превышают нескольких межатомных расстояний, а длина можетдостигать размера кристалла. К линейным дефектам относятся дислокации —линии, вдоль и вблизи которых нарушено правильное периодическоерасположение атомных плоскостей кристалла. Различают краевую и винтовуюдислокации. Краевая дислокация представляет собой границу неполной атомнойплоскости (экстраплоскости). Винтовую дислокацию можно определить как сдвигодной части кристалла относительно другой. В кристаллах встречаются и так называемые смешанные дислокации.Дислокации не могут обрываться внутри кристалла — они должны быть либозамкнутыми, либо выходить на поверхность кристалла. Плотность дислокации,т. е. число линий дислокации, пересекающих внутри металла площадку в 1 см2,составляет 103—104 в наиболее совершенных монокристаллах до 1012 в сильнодеформированных металлах Дислокации создают в кристалле вокруг себя поляупругих напряжений, убывающих обратно пропорционально расстоянию от них.Наличие упругих напряжений вокруг дислокации приводит к их взаимодействию,которое зависит от типа дислокации и их векторов Бюргерса. Под действиемвнешних напряжений дислокации двигаются (скользят), что определяетдислокационный механизм пластической деформации. Перемещение дислокации вплоскости скольжения сопровождается разрывом и образованием вновьмежатомных связей только у линии дислокации, поэтому пластическаядеформация может протекать при малых внешних напряжениях, гораздо меньшихтех, которые необходимы для пластической деформации идеального кристаллапутем разрыва всех межатомных связей в плоскости скольжения. Обычнодислокации возникают при образовании кристалла из расgлава. Основныммеханизмом размножения дислокации при пластической деформации являются такназываемые источники Франка-Рида. Это отрезки дислокации, закрепленные наконцах, которые под действием напряжений могут прогибатся ,испуская приэтом дислокации,и вновь востанавливатся. Обычно упрочненное состояние достигается при взаимодействии дислокациидруг с другом, с атомами примесей и частицами другой фазы. Дислокациивлияют не только на прочностные и пластические свойства металлов, но такжеи на их физические свойства (увеличивают электросопротивление, скоростьдиффузии и т.д.). Процесс сдвига в кристалле будет происходить тем легче, чем большедислокации будет в металле. В металле, в котором нет дислокации, сдвигвозможен только за счет одновременного смещения всей части кристалла. Вслучае, если под действием напряжений дислокации не зарождаются, топрочность бездислокационного металла должна быть равна теоретической. Существует и другой способ упрочнения металлов. Оказывается, чтореальная прочность металлов падает с увеличением числа дислокации тольковначале. Достигнув минимального значения при некоторой плотностидислокации, реальная прочность вновь начинает возрастать. Повышениереальной прочности с возрастанием плотности дислокации объясняется тем, чтопри этом возникают не только параллельные друг другу дислокации, но идислокации в разных плоскостях и направлениях. Такие дислокации будутмешать друг другу перемещаться, и реальная прочность металла повысится. Давно известны способы упрочнения, ведущие к увеличению полезнойплотности дислокации; это — механический наклеп, измельчение зерна и блоковмозаики, термическая обработка и т. д. Кроме того, известные методылегирования (т. е. внедрение в решетку чужеродных атомов), создающиевсякого рода несовершенства и искажения, кристаллической решетки, такжеявляются методами создания - препятствий для свободного перемещениядислокации (блокирования дислокаций).Сюда же относятся способы образованияструктур с так называемыми упрочняющими фазами, вызывающими дисперсионноетвердение и др. Однако при всех этих способах упрочнения прочность недостигает теоретического значения. Следовательно, в той или иной степениналичие дислокации в реальном металлическом кристалле | является причинойболее низкой его прочности по сравнению с теоретической, и одновременнопридающей способность пластически деформироваться. Можно ли в связи с этимрассматривать способность металла к пластическому деформированию как егонедостаток? Опыт показывает, что способность реального металла пластическидеформироваться является его важнейшим и полезнейшим свойством. Этосвойство используют при различных технологических процессах — при протяжкепроволоки, операциях гибки, высадки, вытяжки, штамповки и т. д. Большоезначение оно имеет и для обеспечения конструктивной прочности илинадежности металлических конструкций, деталей машин и других изделий изметалла. Опыт показывает. что если металл находится в хрупком состоянии, т.е. если его способность к пластическому деформированию низка, то он визделиях склонен к внезапным так называемым хрупким разрушениям, которыечасто происходят даже при пониженных нагрузках на изделие. 1.4. Характеристика твердых растворов замещения. В жидком состоянии большинство металлических сплавов, применяемых втехнике, представляет собой однородные жидкости, т. е. жидкие растворы. Припереходе в твердое состояние во многих таких сплавах однородностьсохраняется, следовательно, сохраняется и растворимость. Твердая фаза,образующаяся в результате кристаллизации такого сплава, называется твердымраствором. Химический или спектральный анализ показывает в твердых растворахналичие двух элементов или более, тогда как по данным металлографическогоанализа такой сплав, как и чистый металл, имеет однородные зерна (рис. 3). Рентгеновский анализ обнаруживает в твердом растворе, как и у чистогометалла, только один тип решетки. Следовательно, в отличие от механической смеси твердый раствор являетсяоднофазным, состоит из одного вида кристаллов, имеет одну кристаллическуюрешетку; в отличие от химического соединения твердый раствор существует непри определенном соотношении компонентов, а в интервале концентраций. Строение твердых растворов на основе одного из компонентов сплаватаково, что в решетку основного металла-растворителя входят атомырастворенного вещества. Здесь возможны два принципиально различных случая:1. твердые растворы замещения 2. Твердые растворы внедрения мы рассмотрим 1-вый. Твердые растворы замещения: Металл А имеет, например, решетку,изображенную на рис. 4, а. Растворение компонента В в металле А происходитпутем частичного замещения атомов А атомами В в решетке основного металла(рис. 4, б). [pic] [pic] Рис4 а — чистый металл; б — твердый раствор замещения; При образовании растворов внедрения и замещения атомы растворенногокомпонента распределяются в решетке растворителя беспорядочно. При образовании твердого раствора сохраняется решетка одного изэлементов и этот элемент называется растворителем. Атомы растворенноговещества искажают и изменяют средние размеры элементарной ячейкирастворителя. При образовании твердых растворов замещения периоды решетки изменяются взависимости от разности атомных диаметров растворенного элемента ирастворителя. Если атом растворенного элемента больше атома растворителя,то элементарная ячейка, решетки увеличивается, если меньше, то сокращается. В первом приближении это изменение пропорционально концентрациирастворенного компонента, выраженной в атомных процентах; однако отклоненияот линейной зависимости бывают иногда довольно значительными. Изменение параметров решетки при образовании твердых растворов — весьмаважный момент, определяющий изменение свойств. В общем независимо от видаметалла относительное упрочнение при образовании твердого растворапропорционально относительному изменению параметров решетки, причемуменьшение параметров решетки ведет к большему упрочнению, чем еёрасширение. Твердые растворы замещения могут быть ограниченные инеограниченные. При неограниченной растворимости любое количество атомов Аможет быть заменено атомами В. Следовательно, если увеличиваетсяконцентрация атомов В, то все больше и больше атомов В будет находиться вузлах решетки вместо атомов А до тех пор, пока все атомы А не будутзаменены атомами В и, таким образом, как бы плавно совершится переход отметалла Л к металлу В (рис. 5). Это. конечно, возможно при условии, еслиоба металла имеют одинаковую кристаллическую структуру, т. е. обакомпонента являются изоморфными. Следовательно, первым условием образования неорганического ряда твердыхрастворов является наличие у обоих компонентов одинаковых кристаллическихрешеток, т. е. условие изоморфности компонентов. [pic] Рис. 5. Кристаллические решетки твердых растворов аамещения при неограниченной растворимости компонентов Если у двух металлов с одинаковыми кристаллическими решетками сильноразличаются атомные радиусы, то образование твердых растворов между этимиметаллами сильно искажает кристаллическую решетку, что приводит кнакоплению в решетке упругой энергии когда это искажение достигаетопределенной величины, кристаллическая решетка становится неустойчивой инаступает предел растворимости., Итак, вторым условием образования неограниченных твердыхрастворов является достаточно малое различие атомных размеров компонентов. Наконец, замечено, что неограниченная растворимость наблюдаетсяпреимущественно у элементов, близко расположенных друг от друга впериодической таблице Д. И. Менделеева, т. е. близких друг к другу построению валентной оболочки атомов, по физической природе. Если кристаллические решетки и неодинаковы, но близки, похожи, напримергранецентрированные кубические и тетрагональные, то возможен плавныйпереход от одной решетки к другой с образованием и в этом случаенеограниченного твердого раствора. Если сплавляемые металлы принадлежат к далеко расположенным друг отдруга группам Периодической системы и поэтому имеют различную физическуюприроду, то они часто бывают склонны к образованию химических соединений, ане твердых растворов. Если два металла не отвечают перечисленным выше условиям, то они могутограниченно растворяться друг в друге. Замечено, что растворимость темменьше, чем больше различие в размерах атомов и в свойствах, компонентов,образующих раствор. Ограниченная растворимость в большинстве случаевуменьшается с понижением температуры. . Контрольная работа №21.1 Вычертите диаграмму состояния железо – карбид железа, спишитепревращения и постройте кривую нагревания в интервале температур от 00 до16000 /с применением правила фаз / для сплава, содержащего 0,3%С. [pic] [pic] 2.2. Отжиг. Цель и назначение диффузионного, изотермического отжига. Отжиг — термическая обработка, при которой сталь нагревается вышеАс3(или только выше Ас1 — неполный отжиг) с последующим, медленнымохлаждением. Нагрев выше Ас3 обеспечивает полную перекристаллизацию стали.Медленное охлаждение при отжиге ' Обязательно должно привести к распадуаустенита и превращению его в перлитные структуры. Нормализация естьразновидность отжига, при нормализации охлаждение проводят на спокойномвоздухе, что создает несколько более быстрое охлаждение, чем при обычномотжиге. И в случае нормализации превращение должно произойти в верхнемрайоне температур с образованием перлита, но при несколько большемпереохлаждении, что определяет некоторое различие свойств отожженной инормализованной стали. Отжиг и нормализация обычно являются первоначальными операциямитермической обработки, цель которых — либо устранить Некоторые дефектыпредыдущих операций горячей обработки (литья, ковки и т. д.), либоподготовить структуру к последующим технологическим операциям (например,обработке резанием, закалке). Однако довольно часто отжиг, и особеннонормализация, являются окончательной термической обработкой. Это бываеттогда, когда после отжига или нормализации получаются удовлетворительные сточки зрения эксплуатации детали свойства и не требуется их 1ьнейшееулучшение с помощью закалки и отпуска. Основные цели отжига: перекристаллизация стали и устранение внутреннихнапряжений или исправление структуры. Обе эти задачи выполняются обычным полным отжигом, заключающимся внагреве стали выше верхней критической точки с последующим медленнымохлаждением. Феррито-перлитная структура переходит при нагреве ваустенитную, а затем при охлаждении аустенит превращается обратно в феррити перлит, т. е. Происходит полная перекристаллизация. Структура, состоящая из крупных зерен перлита и феррита, какая частобывает после литья или ковки, после такого отжига превращается в структуруиз мелких зерен феррита и перлита. Если нет необходимости изменить расположение ферритной составляющей,если исходная структура не очень крупнозерниста, и не имеет характеравидманштеттовой структуры, то достаточно провести более низкий нагрев —выше Ас1, но ниже Ас3. При этом произойдет лишь перекристаллизацияперлитной составляющей, но не ферритной. Это будет так называемый неполныйотжиг). Неполный отжиг—более экономичная операция, чем полный, так какнагрев в этом случае осуществляется до более низких температур. Если исходная структура хорошая и нет необходимости вперекристаллизации, а требуется только снизить внутренние напряжения, тонагрев под отжиг ограничивают еще более низкими температурами, нижекритической точки. Это будет низкий отжиг. Очевидно, что эта операцияотносится к первой группе видов термической обработки (отжиг I рода, тогдакак полный и неполный отжиг относится во второй группе (отжиг II рода, илифазовая перекристаллизация). Если исходное состояние имеет структурызакалки (бейнит, мартенсит) то такую операцию правельнее называют высоким(смягчающим) отпуском. Литая сталь обычно характеризуется неоднородностью состава, дендритнойи зональной ликвацией. Нагрев до высоких температур и выдержка при нихприводят к устранению или смягчению дендритной неоднородности. Такаяоперация называется гомогенизацией, или диффузионным отжигом. В результатевысокого нагрева (обычно до 1000—1100°С) и длительной выдержки наблюдаетсясильный рост зерна, и поэтому после такой обработки структура получаетсякрупнозернистой и требуется дополнительная операция термической обработкидля исправления структуры (обычный отжиг). Если диффузионный отжиг был применен к слиткам, которые будутподвергаться пластической деформации (прокатке, ковке), то необходимость впоследующем отжиге отпадает, так как крупнозернистая структура исправитсяпластической деформацией. Неполный отжиг заэвтектоидных сталей называют также сфероидизацией, таккак это — основной способ получения зернистого перлита. Выше было отмечено,что для получения зернистого перлита нагрев должен не на много превосходитькритическую точку Ас1, в противном случае получается пластинчатый перлит.Структурой зернистого перлита должны обладать инструментальные стали, таккак это обеспечивает хорошую обрабатываемость режущим инструментом и малуюсклонность к перегреву при закалке. При отжиге скорость охлаждения должна быть такова, чтобы успелипроизойти превращения аустенита при малой степени переохлаждения.Практически скорость охлаждения не должна быть больше 50—100 °С/ч, чтодостигается охлаждением в печи. В заводской практике с целью экономиивремени чаще проводят так называемый изотермический отжиг. Для этогосталь, нагретая выше верхней (или только нижней) критической точки,охлаждается быстро (точнее с любой скоростью) до температуры, лежащей на50—100 °С ниже равновесной точки А1 и при этой температуре выдерживаетсястолько, сколько необходимо для полного распада аустенита. Посколькутемпературу контролировать легче, чем скорость охлаждения, такой отжиг даетболее стабильные результаты. В настоящее время изотермический отжигприменяют чаще, чем отжиг с непрерывным охлаждением, особенно длялегированных сталей, так как это сокращает продолжительность операции. 2.3. Назовите режим термической обработки / температуру закалки,охлаждающую среду и температуру отпуска / фрез из стали У12. Опишитесущность проходящих превращений, микроструктуру и твердость инструментапосле термообработки. Сталь У12: содержание С – 1,15-1,24 Mn – 0.15-0.35 Cr - <0,15 Фреза из стали указанной группы должны закаливаться в воде, с температуры7900 С, с последующим низким отпуском 180-2000 С. Твердость рабочей части– 60-62 HRC. Инструмент из этих сталей имеет, как правило, незакаленную сердцевину. Сущность происходящих процессов такова: происходит неполная закалка, прикоторой нагрев производят до температуры, лежащей выше линии А1, но нижеА3 и в структуре стали сохраняется заэвтектоидный цементит, структурамартенсит+цементит. Внутренние напряжения создают значительную хрупкостьпоэтому после закалки производится обязательный отпуск.2.4. Опишите в каких отраслях промышленности особенно перспективноприменение титана и сплава титана. Области применения сплавов. Титан и его сплавы используют там, гдеглавную роль играют высокая удельная прочность и хорошая сопротивляемостькоррозии. Титановые сплавы применяют в авиации (обшивка самолетов, диски илопатки компрессора и т. д.), в ракетной технике (корпуса двигателей,баллоны для сжатых и сжиженных газов, сопла и т. д.) — в химическоммашиностроении (оборудование для таких сред, как хлор и его растворы,теплообменники, работающие в азотной кислоте и т. д.), судостроении(гребные винты, обшивки морских судов, подводных лодок н торпед), вэнергомашиностроении (диски и лопатки стационарных турбин), в криогеннойтехнике и т. д. В настоящее время титан широко используется в ракетно-космической иавиационной технике, в судостроении и транспортном машиностроении, гдеособенно важную роль играют малая плотность в сочетании с высокойпрочностью и сопротивляемостью коррозии. Из сплавов титана делают обшивкуфюзеляжа и крыльев сверхскоростных самолетов, панели и шпангоуты ракет,морскую аппаратуру и обшивку корпусов судов, диски и лопатки турбин.Титановая обшивка морских судов не обрастает ракушками. Благодаря пластичности и вязкости при низких температурах, титановыесплавы начинают применяться в холодильной и криогенной технике. Высокая коррозионная стойкость в различных средах делает сплавы титанаперспективными для применения в пищевой промышленности. Некоторые пищевыепродукты могут портиться от контакта со сталью, тогда как титан не придаетим постороннего запаха, цвета или вкуса. Титан используется в медицине благодаря высокой устойчивости в тканяхчеловеческого организма. Титан не отторгается костной и мышечной тканями илегко обрастает ими. По своей биологической инертности превосходит всеизвестные коррозионно-стойкие стали и сплавы. Несмотря на то, что пока стоимость титановых сплавов примерно в 8 разпревышает стоимость коррозионно-стойких хромоникелевых сталей они имеютширокие перспективы применения в различных отраслях народного хозяйства,являясь важнейшими конструкционными материалами недалекого будущего. 3. Список использованной литературы: 1. Гуляев А.П. металловедение. М.: Металлургия, 1986. – 554 с. 2. Ляхтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия , 1984. – 360 с. 3. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1983. – 526-----------------------[pic]??????????????????????




Мужчина уже наполовину влюблен в каждую женщину, которая слушает, как он говорит. Фрэнсис Бэкон
ещё >>