Шпаргалка

1)

Металл – это твердое тело (при н/у), которое обладает следующими свойствами

• Способность пластическому и упругому деформированию

• Все металлы в н/у находятся в тв. состоянии (кроме ртути) и имеет кристаллическую решетку

• Высокая тепло- и электропроводность

Металлы делятся на 2 большие группы

• Черные, железо (сплавы на его основе)

• Цветные

Металлическая связь – многоцентровая химическая связь, основанная на обобществлении внешних электронов атомов.

Кристаллическая решетка – группа атомов, упорядоченно расположенных относительно друг друга. В кристалле ячейки повторяются многократно по всем направлениям. Тип ячейки определяет строение и свойства кристалла в целом, а свойства каждого из этих кристаллов определяет свойства всего кристалла в целом.

1 Объемно-центрированная кубическая (ОЦК)

• Параметр упаковки а

• Плотность упаковки 0,68

• Координационное число К8

• Степень тетрогональности с/а=1

2 Гране-центрированная кубическая (ГЦК)

• Параметр упаковки а

• Плотность упаковки 0,74

• Координационное число К12

• Степень тетрогональности с/а=1

3 Гексогональная плотноупакованная (ГПУ)

• Параметр упаковки а,с

• Плотность упаковки 0,74

• Координационное число Г12

• Степень тетрогональности с/а=1,633

2)

К точечным дефектам относят 

• вакансии (узлы в кристаллической решетке, свободные от атомов)

• межузельные атомы (атомы, находящиеся вне узлов кристаллической решетки)

• примеси замещения - примесные атомы, которые могут замещать атомы основного металла, его размер может быть чуть меньше или чуть больше атома основы

• примеси внедрения - примесные атомы, которые могут внедряться в свободные места решетки (поры, межузлия) аналогично межузельным атомам, его размер должен быть меньше размера атома основы

Линейные дефекты в кристаллах характеризуются тем, что их поперечные размеры не превышают нескольких межатомных расстояний, а длина может достигать размера кристалла. Дислокации – линии, вдоль и вблизи которых нарушено правильное периодическое расположение атомных плоскостей кристалла. Различают:

• краевую. Краевая дислокация представляет собой границу неполной атомной плоскости (экстраплоскости). 

• винтовую. Винтовую дислокацию можно определить как сдвиг одной части кристалла относительно другой.

Поверхностные дефекты малы только в одном измерении. Они представляют собой поверхности раздела между отдельными зернами или субзернами в поликристаллическом материале, а также дефекты упаковки (локальные изменения расположения плотноупакованных плоскостей в кристалле).

Объемные дефекты имеют размеры в трех измерениях: макроскопические трещины, поры и т.д.

3)

Кристаллизация - переход из жидкого состояния в твердое с образованием упорядоченной кристаллической решетки.

Энергетические условия.

1. Т (термодинамическая) - температура [K]

2. U [Дж/кг] – полная внутренняя энергия системы (удельная)

3. S [Дж/кг] – энтропия – мера упорядоченности системы ds = dq/dt, q – количество теплоты

4. Fсв.= U-TS – свободная энергия системы – часть полной внутренней энергии системы, которой система может обмениваться с окружающей средой без изменения своего агрегатного состояния.

Принцип минимума свободной энергии. (рис1)

При заданной температуре вещество будет стремиться перейти в то агрегатное состояние, свободная энергия которого минимальна.

То – теоретическая температура кристаллизации – температура, при которой уровень свободной энергии жидкой и твердой фазы одинаков. Тд – действительная температура кристаллизации

ΔТ = То – Тд - степень переохлаждения.

Механизм самопроизвольной кристаллизации. (рис2)

1. Число центров кристаллизации Ч.С. [1/мм *с]

- количество зародышей кристаллизации, или центров, образовавшихся за 1 секунду.

2. Скорость роста кристаллизации, скорость роста [мм/сек]

- 1 объема в секунду.

От размеров и формы кристаллов очень сильно зависят свойства материалов. Мелкие кристаллы – твердость и прочность повышаются, а пластичность уменьшается. Крупные кристаллы – твердость и прочность уменьшается, а пластичность увеличивается.

Критический размер зародышей.

При Т<Т… образование зародышей (центров кристаллизации) образовывается двумя способами: 1. Снижение уровня свободной энергии пропорционально объему зародыша.

2. (рис3) rкр.- минимальный размер зародыша кристалла дальнейший рост, которого сопровождается уменьшением свободной энергии. rкр.2>rкр.1 r2>r1

Критический размер зародыша зависит от температуры. Чем ниже действительная температура кристаллизации, тем меньше критический размер зародыша.

Модификаторы – вещества, которые подавляют дендритный рост и уменьшают размер зерна.

• Объемные (объемного типа) Главная цель испытания – повышение числа центров кристаллизации. Достигается введением в кристалл искусственных центров вещества: тугоплавкие металлы (тип кристаллической решетки и атомные пары близки к основному металлу).

• Поверхностные (поверхностного типа) Главная цель испытания – уменьшить скорость роста. Достигается повышением энергитического барьера на границе кристалла. Исп. вещества: химически активные, легкие элементы, искажающие структуру поверхности растущего кристалла и прекращающие их рост.

4)

Деформация металлов – это изменение их формы и размеров без макроразрушения под действием внешней силы.

Деформация металла может быть упругой (обратимой) и пластической (необратимой).

• Упругая деформация такая, при которой после прекращения действия силы тело восстанавливает свои первоначальные форму и размеры.

• Пластическая деформация такая, при которой после прекращения действия нагрузки тело не восстанавливает своей первоначальной формы и размеров.

Пластическая деформация представляет собой сдвиг в одной части кристалла относительно другой. В идеальном кристалле сдвиг происходит путем одновременного разрыва всех атомных связей. Большие различия объясняется теорией дислокаций: при пластичной деформации происходит неодновременный разрыв всех межатомных связей, а разрывается только одна связь за ней следующая и т.д. Это и есть скольжение дислокаций.

Зависимость прочности от плотности дислокаций.

Чем больше дислокаций, тем ниже прочность до определенного момента.

А- прочность идеального металла (13000 Мпа)

В- плотность реального металла

ВС- наклеп

Наклеп . В процессе движения дислокаций взаимодействуют дислокации разных знаков, при взаимодействии они объединяются в одну плоскость(т.е. дислокация исчезает), а дислокациии одинаковых знаков отталкиваются. Так же дислокации могут тормозиться и скапливаться на границе зерен, а та же у каких-либо включений, поэтому прочность металла при деформации увеличивается. Это явление называются наклепом.

5)

Влияние нагрева на свойства деформированного металла.

При нагревании неустойчивого металла происходит его переход в более устойчивое состояние (с меньшей свободной энергией), при нагреве происходит 2 процесса :

• Возврат (отдых) tнагр. < 0,2 * tплав

• Рекристаллизация - процесс зарождения и роста новых недеформированных зерен при нагреве наклепанного металла до определенной температуры.

1 стадия – первичная рекристаллизация заключается в образовании центров кристаллизации и росте новых равновесных зерен с неискаженной кристаллической решеткой. Новые зерна возникают у границ старых зерен и блоков, где решетка была наиболее искажена. Количество новых зерен постепенно увеличивается и в структуре не остается старых деформированных зерен.

2 стадия – собирательная рекристаллизация заключается в росте образовавшихся новых зерен. (Вторичная рекристаллизация)

Изменение структуры и свойств металла при пластической деформации и последующем нагреве

На свойства металла большое влияние оказывает размер зерен, получившихся при рекристаллизации. В результате образование крупных зерен при нагреве до температуры t начинает понижаться прочность и значительно увеличивается пластичность.

6)

Испытание на растяжение — это относительно простой метод испытания материала. При проведении этого испытания, образец материала растягивают вдоль продольной оси с помощью растягивающего приспособления испытательной машины. Испытание проводят с постоянной скоростью, (т.е. с постоянной скоростью растяжения образца), а нагрузку измеряют с помощью датчика нагрузки. Одновременно с этим измеряют удлинение, соответствующее прилагаемой нагрузке.

Прочность - способность материала сопротивляться приложенным нагрузкам без разрушения.

• Предел прочности: σв=Рмах/Fo (Мпа)

• Предел текучести: σт=Рт/Fo (Мпа)

• Условный предел текучести: σ0,2=Р0,2/Fo (Мпа)

Пластичность - способность материала приобретать необратимые деформации под действием нагрузки и сохранять их после снятия этой нагрузки.

• Относительное удлинение: δ= (lк-lo)/lo* 100%

• Относительное сужение: ψ= (Fo-Fк)/Fo* 100%

Кривые растяжения

7)1

Твердость – способность материала сопротивляться внедрению в него инородного тела при статическом вдавливании.

1) Метод Бринелля (НВ): Вдавливание в плоскую поверхность образца круглого наконечника

D = 2.5 ; 5 ; 10 мм

О твердости можно судить по площади полученного отпечатка.

d – диаметр отпечатка

,

где   — приложенная нагрузка, H;

 — диаметр шарика, мм;

 — диаметр отпечатка, мм,

или по формуле:

   ,

где   — глубина внедрения индентора.

Недостатки метода:

• Необходимость дополнительных измерений

• Необходимость дополнительных расчетов по формуле

Достоинства метода:

• Пригоден для любых констукторских материалов.

7)2

2) Метод Роквелла – вдавливание в поверхность конического индентора.

производится в три этапа

h < H из-за упругости материала образца и индентора. О твердости судят по величине h. В методе Роквелла существует три шкалы, отличающиеся усилием, прикладываемым к индентору, и типом индентора

а) при измерении по шкале А (HRA) и С (HRC):

Разность   представляет разность глубин погружения индентора (в миллиметрах) после снятия основной нагрузки и до её приложения (при предварительном нагружении).

б) при измерении по шкале B (HRB):

Достоинства метода: Высокая оперативность, универсальность.

Недостатки метода: Непригодность для измерения твердости материалов с неоднородной структурой. Метод пригоден для измерения твердости образцов только большой толщины (из-за больших нагрузок).

7)3

3) Метод Виккерса (HV).

Форма индентора – прямоугольная пирамида.

Усилия вдавливания варьируются от 9.8 до 1900 H

HV=P/M=1,854P/dcp2

M=dcp2/2sin(α/2)

dcp= (d1+d2)/2

Достоинства метода:

• Благодаря изменению нагрузки (Р) метод Виккерса обеспечивает измерение твердости материалов в широком диапазоне, в том числе и для тонких образцов

Недостатки метода:

• Необходимость дополнительных измерений,

• невозможность измерения твердости материалов с неоднородной структурой.

8)

Измерение ударной вязкости.

Вязкость – способность материала поглощать энергию развивающейся в ней трещины.

Чем выше вязкость, тем меньше скорость роста трещины.

Ударная вязкость – КС

КС = Е разр. / F излома.

• E разр. – энергия, необходимая для разрушения образца

• Fизлома – площадь поверхности излома

КС = [ Дж/м 2 ]

Схема испытания на КС.

Е разр. = mg ( H- h )

В зависимости от вида образца различают 3 вида ударной вязкости:

Вид образцов с U, V и Т-образным надрезом

Значение ударной вязкости сильно зависит от температуры (смотри схему ниже):

• при повышении Т ударная вязкость увеличивается;

• при понижении Т ударная вязкость уменьшается.

Для каждого материала существует пороговое значение температуры (Т), при котором происходит переход от хрупкого разрушения к вязкому

Эта предельная температура называется порогом хладноломкости (Тхл).

9) Диаграмма состояния сплавов 1 рода

Оба компонента в жидком состоянии неограниченно растворимы, а в твердом состоянии нерастворимы (или ничтожно мало растворимы) и не образуют химических реакций. На этой диаграмме линия MСN – линия ликвидус, линия ДСЕ – линия солидус. Точки М и N – температуры плавления компонентов А и В.

Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (2 рода)

Линия M1N – линия ликвидус, линия M2N – линия солидус. Точки М и N – температуры плавления компонентов А и В

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (3 рода)

Линия MEN – линия ликвидус, линия МДECN – линя солидус. Точки М и N – температуры плавления компонентов А и В. Точка Д – максимальная растворимость компонентов В в компоненте А. Точка С – максимальная растворимость компонента А в компоненте В. Точка Е – эвтектическая точка.

10)

Для анализа фазовых превращений широко используются правило фаз и правило отрезков.

Правило фаз (закон Гиббса) описывается уравнением: С = К – Ф + 2, где

С – число степеней свободы системы

К – число компонентов (химических элементов), образующих систему.

Ф – число фаз, находящихся в равновесии;
2 – число внешних факторов (температура и давление).

Многие металлургические процессы проходят при постоянном давлении, чаще всего, атмосферном. В этом случае правило фаз упрощается: С = К – Ф + 1.

Правило отрезков (правило рычага) позволяет определить химический состав фаз, находящихся в равновесии и соотношение между этими фазами.

Используется для двухфазных областей диаграмм состояний. Позволяет для сплава заданного химического состава Х при определенной температуре найти:

• количественное соотношение между фазами

• химический состав фаз

11)

Полиморфизм (аллотропия) - это исключительное явление, присущее только твёрдому агрегатному состоянию вещества, в частности, веществам кристаллической структуры. Суть этого явления заключается в том, что под влиянием тех или иных процессов некоторые вещества способны изменять свою кристаллическую форму при сохранении химической природы, т.е. химического состава и молекулярного строения.

Полиморфные формы железа:

• t<911 – железо существует в форме α(Fe α) – ОЦК

• 911 γ) – переход в ГЦК

• t > 1392 – железо существует в форме α(Fe α) – ОЦК

12)

Основные структурные составляющие сталей

Аустенит – ограниченный твердый раствор внедрения углерода в кристаллическую решетку Feγ (ГЦК).

• сmax =2,14% при t=1147°C (точка Е)

• устойчив при t>727°C

• при t=727°C содержание С=0,8%

• при t<727°C аустенит превращается в перлит

• при понижении температуры диапазон растворимости углерода в аустените сужается (линии SG, SE)

Перлит – эвтектоидная смесь феррита и цементита.

• содержание С=0,8%

• образуется из аустенита за счет диффузионного перераспределения углерода при температуре t<727°C

• структура – смесь чередующихся пластинок феррита и цементита

Цементит – химическое соединение Fe3C (карбид железа)

• содержание С=6,67%

• сложная кристаллическая решетка, постоянный химический состав (стехиометрический состав)

• высокая твердость, прочность, хрупкость

Феррит – ограниченный твердый раствор внедрения углерода в кристаллическую решетку α-железа.

• кристаллическая решетка – ОЦК

• С=0,025% при t=727°C

• C=0,006% при t=20°C

• низкотемпературная фаза

• низкая прочность, высокая пластичность

Ледебурит перлитный - эвтектическая смесь перлита и цементита.

• образуется из ледебурита аустенитного при распаде аустенита при t <727°C

Диаграмма железо-цементит (Fe – Fe₃C)

13)

Сталь- это сплав Fe c C, с содержанием С до 2,14%

Классификация:

1. По степени раскисления:

• Спокойные(СП)- раскислитель Mn, Al, Si

• Полуспокойные(ПС) - раскислитель Mn, Si

• Кипящие(КП)- - раскислитель Mn

1. По назначению:

• Обыкновенного качества (Ст3КП)

• Конструкционные качественные (10ПС; 20)

• Инструментальные (У10, У8А)

1. По микроструктуре:

• Доэвтоктоидные (П+Ф) С<0,8%

• Эвтектоидные (П) С=0,8%

• Заэвтектоидные (П+Ц2) С>0,8%

Примеси в сталях(постоянные):

Полезные примеси:

• Mn- элемент раскислитель, постоянно присутствует

• Si- элемент раскислитель, но более сильный, чем Mn

Вредные примеси:

• S-попадает из руды, она образует с Fe сульфид железа, а с сульфид железа образует эвтектику (Fe+FeS); tплавл=988, эвтектика распологается по границам зерен, при горячей обработке давлением эвтектика расплавляется, т.е. появляется трещины(красноломкость-охрупчивание стали при ГО давлением). Для снижения вредного влияния S добавляют Mn(образуется MnS)

• P- попадает из руды, вызывает явление хладноломкости, т.е. повышает температуру перехода из вязкого состояния в хрупкое. Методы борьбы- изначальная чиста по фосфору руда, способ выплавки.

• Газы(N2, O2, H2)- могут образовывать неметаллические соединения и как примеси внедрения. Снижают ударную вязкость и пластичность. Методы борьбы- выплавка и разливка металла в вакууме.

Влияние С на свойства стали:

С увеличением содержания С увеличивается количество цементита и поэтому увеличивается твердость и прочность, но снижается пластичность.

14)

Термическая обработка – это комплекс операций нагрева и охлаждения стали, сплавов, осуществляемых по определенному режиму с целью получения заданных свойств.

ОТЖИГ

Цели отжига — снижение твёрдости для повышения обрабатываемости, возрастают пластичность и ударная вязкостьулучшение структуры (снимается наклёп), достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений.

1. Отжиг 1-го рода

• Диффузионный (гомогенизационный) – достаточно условно, это особый отжиг, но его температура ниже линии солидус.

Цель - выравнивание химического состава в отливках, в слитках, в легированной стали. Это предварительная ТО, зерно получается очень крупное.

Режим: нагрев до температур, значительно превосходящих критические точки (близко, но ниже линии солидус).

Т_н = 0.7-0.8 Т_пл (1050-1200 ^оС) выдержка 10-15 часов, охлаждение с печью до 200-250 ^оС. Продолжительность процесса около 80-100 часов.

Структура: крупнозернистая однородная.

• Рекристаллизационный

Цель – устранение наклёпа холоднокатанной стали, содержащей 0,1 – 0,2 % С.

Режим: нагрев ниже линии солидуса

Т_рекр = 0,4 Т_пл (600-700 ^оС), выдержка, которая зависит от геометрии изделий (для тонких листов 25-30 мин.) и охлаждение с печью.

• Для снятия напряжений

Цель - снятие напряжений в деталях из углеродистой стали.

Режим: нагрев ниже линии солидус

Т_рекр 400 – 600 ^оС, выдержка 2,5 мин на 1 мм толщины детали, охлаждение с печью.

2. Отжиг 2-го рода осуществляется с фазовой перекристаллизацией: сталь нагревается до температуры выше критических точек 

Цель: уменьшение крупнозернистости стали, снятие внутренних напряжений, подготовка к последующим операциям.

Нагрев выше Тфазовых превращений (на 30-50 ^оС)

Нормализационный отжиг (нормализация)

Цель:

• меньшие внутренние напряжения;

• выше твердость и прочность, чем после отжига;

Режим: нагрев выше точки А₃ для доэвтектоидных сталей и выше точки А_сm для заэвтектоидных сталей на 30-50 ^оС, малая выдержка (чтобы на успел выделиться цементит) с последующим охлаждением на спокойном воздухе.

Структура:

• доэвтектоидных сталей Ф+П

• заэвтектоидных сталей сорбит (мелкая смесь Ф+П), так охлаждают быстрее, чем доэвтектоидную

Порядок: Чтобы упорядочить структуру стали и снять внутреннее напряжение необходимо повторно нагреть прокат до такой температуры, чтобы образовался аустенит и в дальнейшем охладить его на воздухе. Именно поэтому нормализация является простейшим видом термического улуч­шения стали и, следовательно, применяется довольно часто.

15)

Закалка - вид термической обработки состоящий в нагреве стали до определенных температур (доэвтектоидных на 30-40⁰ выше А₃, заэвтектоидных на 30-40⁰выше А₁), выдержке и быстром охлаждении, со скоростью более верхней критической.

Цель закалки - повысить твердость, прочность, износоустойчивость.

Скорость охлаждения при закалке обычно задают охлаждающей средой (вода, масло, специальные среды). Верхняя критическая скорость закалки сильно зависит от содержания углерода и легирующих элементов.

Закалка в одном охладителе (воде или масле)

Некоторые стали при охлаждении в воде склонны к возникновению трещин. При охлаждении в масле скорость охлаждения меньше, но многие стали при таком охлаждении не закаливаются (скорость охлаждения меньше V_вкз и мартенсит не образуется).

Закалка в двух охладителях (через воду в масло)

Скорость охлаждения велика, но сталь достаточно пластична и значительных напряжений не возникает. Твердость при таком методе закалки такая же, как при закалке в воде.

Структуры сталей после закалки: 

1)доэвтектоидных - М+А_ост,
2)эвтектоидной - М+А_ост, 
3)заэвтектоидных – М+А_ост+ЦII.

Закалка, как правило, не является окончательной термообработкой, после нее следует отпуск.

16)

Отпуск - вид термической обработки состоящий в нагреве закаленной стали до температур ниже А₁, выдержке и охлаждении в воде или на воздухе.

Цель отпуска – снизить уровень остаточных закалочных напряжений и получить работоспособные структуры и соответствующие им свойства твердость, износостойкость, прочность, упругость, пластичность, ударную вязкость.

Виды отпуска

Низкий отпуск (150-250⁰) проводится с целью чуть-чуть снизить остаточные напряжения без существенного снижения твердости. Применяется для металлорежущего инструмента из высокоуглеродистых сталей и деталей работающих на истирание (например, шестерни). Получаемая структура – мартенсит отпуска.

Средний отпуск (350-400⁰) проводят с целью более полно снять напряжения и повысить ударную вязкость за счет более значительного снижения твердости. Применяется для деревообрабатывающего инструмента, рессор, пружин, штампов. Получаемая структура - тростит отпуска.

Высокий отпуск (500-650⁰) проводят обычно для деталей из легированных сталей с целью получить хорошее сочетание прочности и ударной вязкости. Получаемая структура - сорбит отпуска.

17)

Легированная сталь — сталь, которая, кроме обычных примесей, содержит элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. Эти элементы называются легирующими.

Классификация легированных сталей

1. По микроструктуре после нормализации выделяются три основных класса сталей:

• перлитный;

• мартенситный;

• аустенитный

2. По степени легирования (по содержанию легирующих элементов):

• низколегированные – 2,5…5 %;

• среднелегированные – до 10 %;

• высоколегированные – более 10%.

3. По числу легирующих элементов:

• двухкомпонентные (углеродистые, железо, углерод)

• трехкомпонентные (железо, углерод, легирующий элемент);

• четырехкомпонентные (железо, углерод, два легирующих элемента) и так далее.

4. По составу:

никелевые, хпомистые, хромоникелевые, хромоникельмолибденовые и так далее (признак– наличие тех или иных легирующих элементов).

5. По назначению:

• конструкционные;

• инструментальные (режущие, мерительные, штамповые);

• стали и сплавы с особыми свойствами (резко выраженные свойства –нержавеющие, жаропрочные и термоустойчивые, износоустойчивые, с особыми магнитными и электрическими свойствами).

Структурные классы легированных сталей – классификационная характеристика легированных сталей по структуре в условиях равновесия .

Существуют:

• доэвтектоидные стали, содержащие в структуре эвтектоид и избыточный легированный феррит; 

• эвтектоидные стали, имеющие перлитную структуру;

• заэвтектоидные стали, содержащие эвтектоид и избыточные (вторичные) карбиды типа М₃С, выделяющиеся при охлаждении из аустенита.

Все эти стали объединяют в один класс – перлитные стали.

Стали, имеющие в структуре в литом состоянии эвтектику типа ледебурита, называют ледебуритными сталями.

При низком содержании углерода и большом количестве легирующего элемента образуется сталь со структурой из легированного феррита с некоторым количеством карбидов – сталь ферритного класса.

При высоком содержании в стали легирующего элемента, расширяющего область γ-фазы (Ni, Mn), получается структура аустенита, а сталь называют сталью аустенитного класса.

18)

По микроструктуре после нормализации выделяются три основных класса сталей:

• перлитный;

• мартенситный;

• аустенитный

Рис. Диаграммы изотермического распада аустенита для сталей перлитного (а), мартенситного (б) и аустенитного (в) классов

(рис. а) образуются структуры перлита, сорбита или троостита.

(рис. б) Аустенит переохлаждается до температуры мартенситного превращения и происходит образование мартенсита.

(рис. в). Сталь охлаждается на воздухе до комнатной температуры, сохраняя аустенитное состояние.

Классы легированных сталей после нормализации

Перлитный класс – низколегированные стали, структура после нормализации феррит и перлит.

Мартенситный класс – среднелегированные стали, имеющая после охлаждения на воздухе мартенситную структуру.

Аустенитный класс - после нормализации структура такой стали состоит обычно из аустенита или аустенита и карбидов (высоколегированного нержавеющая, жаростойкая и жаропрочная стали).

Ферритный класс – содержат мало углерода и большое количество легирующих элементов, после нормализации будет иметь структуру феррита или феррита и карбидов ( высокохромистая, нержавеющая, жаропрочная, жароуплрная стали)

Ледебуритнй класс - сталь с высоким содержанием углерода и карбидообразующих элементов: в литом состоянии в структуре такой стали имеется карбидная эвтектика, в деформированном состоянии - первичные (эвтектические) вторичные карбиды. Типичным периметром стали карбидного класса может служит быстрорежущая сталью

19)
ПРИМЕНЕНИЕ МЕДИ

В электротехнике медь используется в чистом виде: в производстве кабельных изделий, шин голого и контактного проводов, электрогенераторов, телефонного оборудования и радиоаппаратуры. Из меди изготавливают теплообменники, вакуум-аппараты, трубопроводы.

Сплавы меди с другими металлами используют в машиностроении, в автомобильной и тракторной промышленности.

Основные свойства меди:

+ высокая тепло- и электропроводность, пластичность, хорошие литейные качества (жидкотекучесть, малая усадка, отсутствие дефектов в отливе), легко соединяется пайкой (низкотемпературными припоями).

-невысокая прочность (σ = 200 МПа), высокая стоимость.

Марки: М00 М0 М1 …

Σ примесей % <0.01 <0.05 <0.1

Основные цели легирования меди: повышение твердости, прочности, уменьшение стоимости.

Основные сплавы.

Латунь – (Cu+Zn) Zn < 45%

1)Однофазные (Zn < 39%)

• α - твердый раствор Zn в Cu

• повышение % Zn – повышение твердости, прочности, пластичность

• Деформируемые латуни.

2)Двухфазные (39% < Zn < 45%)

• α + β (твердый раствор Zn в CuZn

• повышение % Zn - значительное повышение твердости, прочности, резкое снижение пластичности.

• Литейные латуни.

Бронза- сплав Cu с любым металлом (кроме Zn)

• с Sn - оловянная: БрОФ10-1 - 10%Sn +1%P + 89% Cu

• c Pb - свинцовые: БрС30 - 30%Pb + 70%Cu

• с Al - алюминиевые: БрАЖН-10-1-1 - 10%Al + 1%Fe + 1%Ni + 88%Cu

• с Be - бериллевые: БрБ2 - 2%Be + 98%Cu

Свойства:

твердые, прочные сплавы с хорошими литейными свойствами. Высокое содержание Cu - высокая стоимость (по сравнению с латунью) И латуни и бронзы сохраняют хорошую тепло-, электропроводность, устойчивость к коррозии и др.

20)

Алюминий обладает многими ценными свойствами:

• небольшой плотностью — около 2,7 г/см3,

• высокой теплопроводностью и высокой электропроводностью 13,8 • 107 Ом/м,

• хорошей пластичностью и достаточной механической прочностью.

Применение

Алюминий и сплавы применяют в авиации, транспорте, металлургии, пищевой промышленности и др.

Алюминий образует сплавы со многими элементами. В сплавах алюминий сохраняет свои свойства. В расплавленном состоянии Al жидкотекуч и хорошо заполняет формы, в твердом виде он хорошо деформируется и легко поддается резанию, пайке и сварке.

Из сплавов алюминия наибольшее значение имеют дюралюминий и силумины.

В состав дюралюминия, кроме Al, входят 3,4-4% меди, 0,5% Mn и 0,5% Mg, допускается не более 0,8% Fe и 0,8% Si. Дюралюминий хорошо деформируется и по своим механическим свойствам близок к некоторым сортам стали, хотя он в 2,7 раза легче стали (плотность дюралюминия 2,85 г/см3).

Механические свойства этого сплава повышаются после термической обработки и деформации в холодном состоянии. Сопротивление на разрыв повышается со 147—216 МПа до 353 — 412 МПа, а твердость по Бринелю с 490-588 до 880-980 МПа. При этом относительное удлинение дюралюминия почти не изменяется и остается достаточно высоким (18—24 %).

Силумины — литейные сплавы алюминия с кремнием. Они обладают хорошими литейными качествами и механическими свойствами.