ПОлный комплек (Шпаргалки)

Билет 1,21)Фазы сплавов: твердые растворы и промежуточные фазы. Влияние химическогосостава на свойства твердых растворов. Промежуточные фазы (электронныесоединения, фазы Лавеса, фазы внедрения и т.д.) и их влияние на свойствасплавов.Сплав - вещество, содержащее в своем составе два или более компонентов, по крайнеймере, один из которых - металл.Получают их с помощью спекания или сплавлением. Компонент - вещество,образующее сплав.Фаза - однородная, отделенная поверхностью раздела часть металла или сплава,имеющая одинаковые состав, строение и свойства. Гомогенные вещества имеют однуфазу, а гетерогенные - несколько фаз.Структура - строение металла, в котором можно различать отдельные фазы, их форму,размеры и взаимное расположение. Структура влияет на свойства.Различные типы кристаллических сплавов.

Твердые растворы - кристаллы, укоторых один из компонентов образует собственную кристаллическую решетку, авторой присутствует в виде отдельных атомов, то есть собственной кристаллическойрешетки не имеет. Первый компонент называют растворителем, а второй растворенным компонентом. Выделяют твердые растворы внедрения и твердыерастворы замещения. В твердых растворах внедрения - атомы растворенного веществаразмещаются в кристаллической решетке растворителя, внедряясь между узлами.1.

растворенные вещества должны иметь малый атомный радиус (обычно этонеметалл);2. ограниченная растворимость;В твердых растворах замещения - атомы растворенного вещества замещают атомырастворителя в узлах кристаллической решетки.Особенности:1. растворенное вещество такого же типа, как и растворитель (атомы близки поразмеру);2.

часто имеют неограниченную растворимость;Искажения решетки при образовании твердых растворов внедрения больше, чем приобразовании твердых растворов замещения, поэтому у них более резко изменяются исвойства. По мере увеличения концентрации растворенного элемента в твердомрастворе заметно возрастают электрическое сопротивление, твердость и прочность, нозначительно понижаются пластичность и вязкость.Промежуточная фаза - кристаллы, образованные различными элементами и имеющиесобственный тип кристаллической решетки, отличающийся от решеток, составляющихих элементов.Фазы внедрения.

Если отношение ЯНм/^м < 0,59, образуются промежуточные фазы спростыми пространственными решетками, в которых атомы неметалла располагаются впорах.Фазы внедрения имеют кристаллические решетки (чаще всего плотно упакованные ГЦКиГП).Химический состав фаз внедрения указывается формулами: МеХ, Ме2Х, Ме^Х, МеЛ^,например: TiC, WC, МоС, Мо2С, W2С, Fe±N,ZrH4.В фазах внедрения преобладает металлическая связь, чем и определяются такиесвойства, как высокая электропроводимость, положительный коэффициентэлектросопротивления. Большинство фаз внедрения чрезвычайно тугоплавки и имеютвысокую твердость, т.к.

присутствует значительная доля в фазах внедрения ковалентнойсвязи.Карбиды. Янм/Дм > 0,59. Например, Fe3CfMnCfCr7C3Карбиды и нитриды, относящиеся к фазам внедрения, присутствуют в структуре многихкоррозионно-стойких, износостойких и жаропрочных конструкционных сталей.Отличаются высокой твердостью и хрупкостью, тугоплавки.Электронные фазы.

Для максимального содержания металла более высокой валентностихарактерно совершенно определенное значение электронной концентрации (отношениечисла валентных электронов к числу атомов): 3/2, 21/13, 7/4. Данные фазы обозначаютсясоответственно /?,у, Ј. В большинстве сплавов -фазы имеют ОЦК решетку, у-фазысложную кубическую решетку с 52 атомами в элементарной ячейке и Ј-фазы ГПрешетку.Механические свойства электронных соединений зависят в значительной мере отупорядоченности атомов компонентов в кристаллической решетке электронногосоединения.Фазы Лавеса.

Это промежуточные фазы практически постоянного состава ЛВ2,образуются при взаимодействии металлов самых различных групп Периодическойсистемы. При этом атомный радиус растворенного элемента В должен быть меньше,чем атомный радиус растворителя А на 20-30%.Фазы Лавеса имеют упорядоченные сложные кубические или гексагональные решетки,в магнитном поле ведут себя как диамагнетики.2)Конструкционные стали нормальной прочности: углеродистыеконструкционные стали обыкновенного качества и качественные стали. Состав,маркировка, упрочняющая обработка и применение.Углеродистые стали обыкновенного качества. Допускается повышенное содержаниевредных примесей, а так же газонасыщенность и загрязненность неметаллическимивключениями. Наиболее дешевые, технологичные и обладающие прочностью,достаточной для изготовления металлоконструкций различного назначения.Маркируются сочетанием букв «Ст» и цифрой (от 0 до 6), показывающей номер марки.Степень раскисления обозначают в спокойных сталях - «сп», в полуспокойных - «пс», вкипящих - «кп».

Для всех сталей, кроме СтО, справедлива формула: С(%)^0,07Хномермарки.Концентрация марганца в стали Ст1 0,25-0,50%, в стали Стб 0,50-0,80%. Три маркистали производят с повышенным содержанием марганца(0,80-1,1%), на что указываетбуква «Г» в маркировке: СтЗГпс, стЗГсп, Ст5Гпс.Содержание кремния зависит от способа раскисления стали: у кипящих - не более0,05%, у полуспокойных - не более 0,15%, у спокойных - не более 0,30%.Прокат подразделяют на 4 группы: сортовая сталь, листовая сталь, специальныепрофили и трубы.Углеродистые качественные стали.

Характеризуются более низким, чем у сталейобыкновенного качества, содержанием вредных примесей и неметаллическихвключенийМаркируются двухзначными числами: 08, 10, 15, 20,..., 60, обозначающими среднеесодержание углерода в сотых долях процента.Спокойные стали маркируются без индекса, полуспокойные и кипящие соответственно«пс» и «кп».Содержание кремния: в кипящих сталях не более 0,30%, в полу спокойных 0,05 - 0,17%.Содержание марганца повышается по мере увеличения концентрации углерода от 0,25до 0,80%.Низкоуглеродистые стали по назначению подразделяют на 2 подгруппы:1.

Малопрочные и высокопластичные.2. Цементуемые - стали 15, 20, 25. Предназначены для деталей небольшого размера,от которых требуется твердая, износостойкая поверхность и вязкая сердцевина.Поверхностный слой после цементации упрочняют закалкой в воде в сочетании снизким отпуском.Среднеуглеродистые стали 30,..., 55 отличаются большей прочностью, но меньшейпластичностью, чем низкоуглеродистые. Их применяют после улучшения,нормализации и поверхностной закалки. В улучшенном состоянии - достигаютсявысокая ударная вязкость, пластичность и малая чувствительность к концентраторамнапряжений.Конструкционные стали идут на изготовление деталей машин, конструкций исооружений.

Они должны обеспечивать длительную и надежную работу деталей иконструкций в условиях эксплуатации. Поэтому основное требование кконструкционным сталям — комплекс высоких механических свойств.Билет 31)Диаграмма состояния двойных сплавов с неограниченной растворимостьюкомпонентов в твердом состоянии. Условия неограниченной растворимости.Правило концентраций и отрезков. Использование диаграмм состояния дляопределения свойств сплавов(правило Курнакова).Полная взаимная растворимость в твердом состоянии возможна тогда, когда обакомпонента имеют одинаковые кристаллические решетки и атомные диаметрыкомпонентов мало отличаются по размерам.

Такая диаграмма имеет простой вид исостоит из 2-х линий: ликвидус и солидус.-нв,% Правила определения состава фаз (правило концентраций) иколичественного соотношения фаз (правило отрезков): для определения концентрациикомпонентов в двух фазах через данную точку, характеризующую состояние сплава,проводят горизонтальную линию (коноду) до пересечения с линиями,ограничивающими данную область; проекции точек пересечения (а и Ь) нагоризонтальную ось диаграммы покажут составы фаз (ха и хь). Отрезки коноды междуточкой с и точками а и Ь, определяющими состав фаз, обратно пропорциональныколичествам этих фаз: Жа/аь = be /ас.Правило Курнакова: так как вид диаграммы, также как и свойства сплава, зависит оттого, какие соединения или какие фазы образовали компоненты сплава, то между нимидолжна существовать определенная связь.2)Конструкционная прочность.

Металлургические, технологические,конструкторские способы повышения конструкционной прочности.Конструкционные материалы. Предназначены для изготовления деталей машин,приборов, инженерных конструкций, подвергающихся механическим нагрузкам.Конструкционная прочность комплексная хар-ка, включающая сочетание критериевпрочности, жесткости, надежности и долговечности.

Критерии прочностиматериала:1) Прочностные хар-ки: временное сопротивление (о;), предел текучести С о"02) 5 пределвыносливости2) Упругие хар-ки: модули упругости Е и GНадежность свойство изделий, выполнять заданные функции, сохраняяэксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого времени илисопротивление материала хрупкому разрушению.Долговечность способность детали сохранять работоспособность до определенногосостояния.Характеристики надежности и долговечности:1) Пластичность 5, \|/, ударная вязкость KCU, KCV, вязкость разрушения, порогхладноломкости,2) Циклическая долговечность, скорость изнашивания, ползучести, коррозии.Способы повышения прочности:Металлургические, технологические, конструкционные.Металлургические - повышение чистоты Me, удаление вредных примесей (S, Р,газообр.