Шпоры по материаловедению (Шпоры по материаловедению)

Посмотреть архив целиком

Шпоры по материаловедению.

Наиболее распространенные структуры ЭЛ:

  1. кубическая (а=в=с, все углы по 90)

  2. тетрагональная (а=в<>с, все углы по 90)

  3. гексагональная (а=в<>с, два угла по 90, один 120)

Параметры кристаллической решетки:

  1. n – число частиц приходящихся на одну ЭЛ

  2. k – координационное число

  3. - коэфф. компактности

Виды связей:

  1. металлическая (Ме + Ме) – высокая теплопроводность, специфический блеск, связь не направлена, плотноупакованная кр. решетка.

  2. ионная (Ме + неМе) – характерна для неорганич. химических соединений Ме с неМе: О, F, Cl, строгое чередование ионов разного знака, тип КР зависит от соотношения радиусов:

r1/r2

0.22-0.41

0.41-0.73

0.73-0.94

К (координац. число)

4

6

8


  1. ковалентная (Ме + Ме) – рыхлая структура, полупроводники, графит (алмаз).

  2. молекулярная (при взаимодействии любых частиц) – силы Ван-дер-Ваальса

Наиболее устойчивой кристаллической структурой является та, которая обладает минимумом свободной энергии: G=HTS;

Способы получения сплавов:

  1. сплавление нескольких Ме.

  2. прессованием и спекание порошков

  3. плазменным напылением

  4. конденсацией паров компонентов в вакууме

Виды фаз:

  1. твердые растворы (ТР) – размерный фактор, неограниченная растворимость, валентность.

  • замещения

  • внедрения

  1. промежуточные фазы (ПФ)

Строение реальных кристаллов:

Виды дефектов:

  1. точечные – вакансии, атомы внедрения, атомы примесей.

  2. линейные – краевые, винтовые (вектор Бюргерса).

  3. поверхностные – границы блоков, зерен.

Зернограничное упрочнение описывается уравнением Холла-Петча: т=о+k/dзерна

  1. Объемные дефекты – раковины, поры, Ме включения, трещины.

Деформации: (механизм образования – сдвигово-дислокационный, скольжение, двойникование)

  1. по величинам напряжений:

  • упругая

  • пластическая

  1. по величине температуры

  • горячая

  • холодная

Источники Франка-Рида: количество дислокаций увеличивается с 106 до 1012 1/см2

Стадии ПД: (график)

  1. возврат – (0,1 – 0,3Тпл)без изм. строения Ме, частично снимаются искажения кр. решетки и внутр. напряжения.

  • отдых – невысокий нагрев (0,2Тпл), достаточный для движения дислокаций.

  • полигонизация - (0,3Тпл),перестройка дислокаций, образование ими субграниц.

  1. Первичная рекристаллизация – процесс образования новых равноосных зерен с низкой плотностью дислокаций в интевале(интервале температур). ПД по отношению к Tрек делиться на: холодную (ниже Tрек), горячую (выше Tрек).

Tрек зависит от:

  • энергии межатомных связей

  • степени пластической деформации

  • наличия легирующих элементов

Аморфизация кристаллов – происходит при больших скоростях охлаждения: 10-7…10-9 ; наибольшее практическое применение имеют аморфные структуры Ме с Ме: С, В, Р, и т. д.

Свойства аморфных сплавов:

  1. высокая коррозионная стойкость

  2. высокая магнитная мягкость + рост плотности.

Вторичная перерекристаллизация – это перерекристаллизация Ме в твердом состоянии; наблюдается у Ме, обладающих полиморфизмом. В основе ее лежат аллотропические превращения, состоящие в изменение типа КР.

Аллотропические превращения протекают при постоянной температуре.

Правило Курнакова – в областях где сплавы имеют структуру твердого раствора, свойства изменяются по закону кривой линии, а где смеси твердых растворов, свойства изменятся по закону прямой линии.

Ф и А – растворы переменной концентрации. Процент углерода в них изменятся по линиям PQ и ES, лишний углерод выделятся в виде цементита. Виды цементита:

  1. первичный цементит – выделятся по линии CD из L;

  2. вторичный цементит – выделятся по линии ES из А;

  3. третичный цементит – выделятся по линии PQ из Ф;

Виды сталей:

  1. эвтектоидная (С – 0.8%)

  2. доэвтектоидная (С < 0.8%) – конструкционные стали.

  3. заэвтектоидная (С > 0.8%) – инструментальные стали.

Чугуны: белые, серые, ковкие, высокопрочные.

Белые:

  1. доэвтектоидные (С < 4.3%) – П + вторичный цементит + ледебурит;

  2. эвтектоидные (С – 4.3%) – ледебурит;

  3. заэвтектоидные (С > 4.3%) – цементит + ледебурит;

Белые чугуны имеют высокие литейные свойства, но из-за наличия цементита, они очень хрупки и тверды, поэтому они не применятся.

Серые:

Они имеют самую неблагоприятную форму графита (пластинчатую). Для образования в стр-ре СЧ графита при кристаллизации, в состав вводят графитизаторы: FeCSi. СЧ плохо работают на р., хорошо на с., хуже на изгиб, поэтому СЧ маркируют по линиям прочтонсти.

ГОСТ1412-85

СЧ10, СЧ15 (=100; =150)

Ф + графит

слабо нагруженные детали

СЧ20, СЧ25

П + Ф + графит

зубчатые колеса, станины станков

СЧ30, СЧ35

П + графит


Высокопрочные:

Модифицируют магнием + Mg, в результате чего образуется шаровидный графит (менее острый концентратор напряжений), а значит повышаются механические свойства.

ГОСТ7293-85

ВЧ35, ВЧ40

Ф + шаровидный графит

Прокатные станы, кузнечно – прессовое оборудование, лопатки турбин.

ВЧ45, ВЧ50

П + Ф + шаровидный графит

ВЧ60, ВЧ70, ВЧ80, ВЧ100

П + шаровидный графит

ВЧ могут успешно заменят сталь.

Ковкие:

Их получают отжигом отливок из белого доэвтектического чугуна (при t=900…1000 в течении 80 – 120 ч.) Цель отжига вызвать распад цементита – углерод отжига.


Ферритные КЧ:


Перлитные КЧ:


КЧ30-6

Ф+С

КЧ45-7

П + С(отпуска)

КЧ33-8

Ф+С

КЧ60-3

П + С(отпуска)

КЧ35-10

Ф+С

КЧ80-1.5

П + С(отпуска)

КЧ37-12

Ф+С



Влияние ЛЭ на равновесную стр-ру сталей:

  1. Ni, Mn, Co, Cu, N – расширяющие область аустенита.

  2. Cr, Si, V, Mo,W,Ti - расширяющие область феррита.

Виды и факторы воздействия ТО:

  1. скорость нагрева

  2. время нагрева, и выдержки.

  3. скорость охлаждения

  • отжиг – медленное охлаждение для получения равновесной структуры, свободной от внутр. напряжений

  • закалка – резкое охлаждение для получения неравновесной стр-ры и упрочнения

  • отпуск – повторный невысокий нагрев закаленной детали, для снятия ост. напряжений вызванных закалкой.

Выбор обработки зависит от видов превращения, которые испытывает сплав в твердом состоянии:

  1. группа сплавов не имеющих превращения в тв. состоянии. К таким сплавам применяют различные виды отжига.

  • рекристаллизационный (РО) – полное снятие внутренних напряжений, восстановление пластичности.

  • низкий отжиг – для снятия внутренних напряжений, повышение стабильности, коррозионного растрескивания и разрушения.

  1. группа сплавов имеющих превращения в тв. состоянии.

  • участок аb – т. н. деформируемые сплавы (алюминиевые типа Д1, Д6, Д16, магниевые МА5, МА6, жаропрочные на основе Fe, Ni, Co)

  • участок cd – хрупкие сплавы, используют в виде отливок.

  • Типы выделений:

  • зоны Генье – Престона (ГП) – решетка такая же как и у раствора, поэтому энергия образования минимальна.

  • кристаллы метастабильной фазы (МСФ) – своя решетка, более простая чем у стабильной фазы

  • кристаллы стабильной фазы (вторичная фаза) – сложная решетка

Для таких сплавов максимальное упрочнение достигается при: закалка + ХПД + старение

  1. группа сплавов с эвтектоидным превращением (стали, титановые, алюминиевые сплавы, бронзы)

Виды ТО стали:

  1. отжиг (РО, ПО-перекристаллизационный отжиг (измельчение зерна, снятие внутренних напряжений) – для доэвтектоидных конструкционных сталей, сфероидизирующий отжиг (с получением зернистого П) – для инструментальных сталей)

  2. нормализация – вид термической обработки сталей при которой ее нагревают до: А3+ (30-50), выдерживают и охлаждают на воздухе, таким образом обрабатывают часть констр. сталей.

Структура после Н. зависит от содержания углерода:

C<0.3%

Ф + П

C=0.3...06.%

Ф + П(сорбитообразный)

C>0.6%

C(пластинчатый)

  1. закалка – Цель: получение мелкопластинчатого маренсита, который обеспечивает высопрочное состояние.

  2. отпуск – вид ТО при котором закаленную сталь нагревают не выше А1, выдерживают 2-3 часа и охлаждают на воздухе. Операция окончательно формирующая структуру и свойства сплава.

  • низкий (НО) – 150 – 250 – М. отпуска

а) Fe(C’) Fe (C’’) + - карбид; С’ > C’’

в) аустенит мартенсит

Подвергаются детали работающие при трении (цементир. ЗК, втулки, кулачки)


  • средний (СО) – 350 – 450 – Т. отпуска

Выделятся весь углерод, который пересыщал решетку Ф: - карбид Fe3C (мелкие зерна). Образуется смесь Ф. и дисперсных частиц, ее называют Т(отпуска), полностью снимаются закалочные напряжения.

СО подвергают – пружины, рессоры, упругие элементы.

  • высокий (ВО) – 500 – 650 – С. отпуска


Случайные файлы

Файл
806.rtf
13452.rtf
81260.rtf
17718.rtf
129378.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.