123268 (631322)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Шпаргалки по металловедению и сертификации продукции

1. Металловедение - это наука изучающая зависимость между составом, строением и свойствами металлов, стали и сплавов и закономерностью их изменения под действием тепловых, физ-х, механических и др. воздействий.

Типы межатомной связи. Межатомная связь - явл-ся основой кристалл-го строения элементов и зависит от сил взаимодействия атомов в рез-те взаимодействия их элементов.

Различают 3 типа межатомной связи: ионная, ковалентная, металлическая.

Ионная - возникает в комплексе атомов (разнородных), когда какой либо из них отдает с внешней оболочки, а др. принимает на свою внешнюю оболочку 1 или несколько электронов, при этом образуются "+" и "-" заряженные ионы.

Ковалентная связь - образование молекул F₂ CL₂ H₂ нельзя объяснить ионным типом связи. В данном случае имеет место ковалентная связь при кот. некоторые электроны принадлежат 2-м или нескольким атомам т.е. происходит обобществление электронов принадлежащих разным атомам.

Металлич. связь - металлам присущ особый тип связи - металлическая. это возн-т тогда (в комплексе атомов), когда при их сближении внешн. Эл-ты теряют связь с отд-ми атомами стан-ся общими, легко передвиг-ся между положительно заряженными ионами. Металл сост-т из правильно расположенных в пространстве положительных ионов и перемещ-ся среди них обобществл-х электронов.

Кристаллическое строение металлов. Твердые вещ-ва в зависимости от расположения атомов в пространстве подразделяются на аморфные и кристаллические. В аморфных (смола, стекло) атомы в пространстве располагаются беспорядочно, хаотично. В крист-х вещ-х атомы располаг-ся закономерно в строго повтор-ся порядке, образуя так назыв. кристаллич. решетку.

Все металлы и сплавы при комнатн. темп. и атм давлении явл-ся крист. телами (кроме ртути, кот. переходит в твердое крист. сост. при t⁰ 30⁰С) Крист. решетку можно представить себе, если мысленно переместить центры прямыми линиями.

Различ-т у металлов разное расположение атомов в крист-й решетке. Для большинства пром-х металлов хар-ны след. Типы кристаллических решеток:

1) объемно - центрированная кубическая (ОЦК).2) границентриров. кубическая (ГЦК).3) Гексогокальная плотно упакованная (ГПУ).

Элементы кристаллографии. В крист-х решетках имеются плоскости (кристаллографич. плоск-ти) на кот-х атомы расположены по разному Это означает, что и свойства в разных кристаллограф-х плоск-х и напр-х будут неодинаковыми. Завис-ть физ-х и меж-х свойствах от направления в кристаллах наз-ся анизотропией. Для описания положения атомов в плоск-х и непр-х исп-т следующие эл-ты кристаллографии:

1) параметр. крист. решетки.

2) координационное число - число атомов, приходящихся на элементарную ячейку.

3) атомная плоскость - плоскость атомов.

4) кристаллографические индексы (индексы плоскостей и индексы направлений).

Кристаллографические индексы. В кристалле можно показать большое количество плоск-й, прох-х через узлы крист. решетки, это так назыв. кристаллографич. плоск-ти. Расположение атомов на этих плоскостях располож. их будут опред-ть мех-е, физ-е и др. свойства металлов. Для опред-я положения этих плоск-й в пространстве польз-ся так назыв. кристаллограф. индексами. Они представляют собой 3 целых рацион-х числа, величина кот-х обратна осевым отрезкам отсекаемым данной плоск. на осях координат, при этом единицы длины вдоль этих осей выбир-т равными длинам ребер элемент ячейки.

Кроме индексов плоскостей имеют место кристаллографич. инд. направлений. Индексы направлений совпадают с индексами перпендикулярных им плоскостей, при этом инд. направл-й пишутся в квадратных скобках.

Полиморфные превращения. Зависимость физ. и мех. св-тв в кристалле от направления наз. анизотропией.

Пол влиянием темпер. и давления в некоторых металлах (жел, титан, кобальт) в твердом состоянии происходит перестройка из одного типа крист. решетки в другой. Способность металла существ-ть в разных кристаллич. формах при разных температурах наз. полиморфизмом.

Магнитные превращения. Некоторые металлы (жел, кобальт, никель) отличаются способностью хорошо намагничиваться. Это свойство называется ферромагнитным. При нагреве ферромагнитн. св-ва теряются. Кюри показал, что потере ферромагн. св-тв соотв-ет определ. температура, назв. т. Кюри. Для никеля-400гр. цельс, железа-770, коб. - 1200.

Магнитные отличаются от полиморфн. превращений, а именно - магнитные сопровожд-ся изменением крист. решетки, происход. в интервале температут.

2. Реальное строен. кристаллич-х тел. Дефекты крист. реш.

В реальных кристаллах строгий порядок атомова нарушается. Исслед-е реал. кристаллов обнаружило много видов нарушения крист. строения. Эти нарушения называются дефектами или несовершенствованиями крист. решетки. Налич. деф-в в решетке определяют реальные свойства металлов и сплавов.

Дефекты крист. решетки делятся на 3гр.:

1) точечные,

2) линейные,

3) поверхностные.

Они имеют атомные размеры. Кроме них имеют место так назыв. объемные дефекты (поры, трещины, царапины)

Дефекты в крист. решетке могут возникать по разным причинам - с повыш. t, при деформации и т.д.

1) точечные - вакансии, дислокацированные атомы, примесные атомы внедрения и замещения. С повыш. t усиливаются колебания атомов, и отдельные атомы с повышенной энергией могут уйти из узла решетки (вакансии) или перемест. на др. место (дислоцир. атомы). И вакансии и дислоц. атомы перемещаются по кристаллу. Свободное место в решетке может занять атом примеси, если его размеры соизмеримы с основным атомом, образуется примесный атом замещения. Если размеры малы - примесный атом внедрения.

2) линейные -к лин. деф. относятся дислокации, котор. могут возникнуть при деформации металла. При деформац. (сдвиге), когда одна часть смещ. относит.д.р., может возникнуть как бы лишняя атомная полуплоскость, котор. не имеет продолжения в нижней своей части. Эта лишняя полуплоскость наз. дислокацией.

3. Линейные дислокации бывают положит. и отрицат.

Дислокации легко перемещаются по кристаллу, способствуя тем самым осуществлению пластической деформации. Если бы дислокации в металле отсутствовали, и все атомы в металле были бы жестко связ. др. с др., то такой материал обладал бы высокой прочностью, и его нельзя было бы ни деформировать, ни обрабатывать резанием.

И точечные и линейные дефекты приводят к искажению кристаллич. решетки.

3) поверхностные дефекты - к ним относятся искажения крист. решетки на границах раздела между отдельными зернами. Металлы состоят из очень большого числа отдельных кристаллов (зерен), поэтому их называют поликристаллическими телами (много-). На границах раздела между зернами правильное расположение атомов нарушено, и поэтому на границе зерен крист. решетки всегда искажены.

Все вышеперечисленные дефекты крист-го строения могут вступать во взаимодействие др. с др. и существенно влияют на св-ва металлов.

4. Диаграмма железо-углерод.

Сплавы железа с углеродом (стали и чугуны) явл. важнейшим материалом современной техники. Первое представление о диаграмме железоуглерод было дано Черновым Д. К, который открыл так называемые критические точки в стали и показал их зависимость от содержания углерода (727® С и 911®С).

Железо - металл серебристо-белого цвета, tплавления = 1539®, имеет 2 типа кристаллических решеток:

1) ОЦК ниже 911градусов - α-железо и выше 1390градусов - дельта-железо,

2) решетка ГЦК - от 911 до 1392градусов - гамма-железо.

При 768градусов железо теряет магнитные свойства (точка Кюри); железо пластично и обладает невысокой твердостью.

Углерод встречается в природе в виде алмаза, имеющую сложную кубическую решетку и высокую твердость и прочность. И в виде графита, имеющего слоистую гексагональную решетку. Tплавления алмаза = 3500С, при взаимодействии железа с углеродом образ-ся химическое соединение Fe₃C (будем обозначать Ц) - содержит 6,67 % углерода.

В зависимости от того, в какой кристаллической решетке железа растворен углерод различают след фазы:

1) феррит (Ф) - это твердый раствор внедрения углерода в альфа-железе, имеет решетку ОЦК; максимальная растворимость углерода при 727 градусах составляет 0,02%. Феррит имеет низкую прочность и твердость и хорошую пластичность.

2) аустенит (А) - твердый раствор внедрения углерода в гамме-железе, решетка ГЦК существует только при высоких температурах больше 727градусов. Максимальная растворимость углерода в гамма-железе при 1147градусах составляет 2,14%, при 727градусах=0,8%.

3) жидкая фаза (Ж) - существует выше линии ликвидус и представляет собой жидкий раствор углерода в железе. Диаграмма состояния железа-углерод приведена на рис.

В системе железо-углерод имеет место 2 превращения - 1-ое - линия EKF (1147) - эвтектическое превращение, при котором жидкость кристаллизуется с одновременным образованием 2-х фаз - аустенита и цементита. Эвтектика, состоящая из аустенита и цементита наз-ся ледебуритом (Л (А+Ц)), 2-ое - линия PSK (727) - эвтектоидное превращение происходит в твердом состоянии, когда аустенит распадается с образованием 2-х новых фаз - феррита и цементита. Эвтектоид, состоящий из феррита и цементита наз-ся перлитом (П (Ф+Ц).

ES - линия предельной растворимости углерода в аустените.

PQ - линия пред растворимости углерода в феррите.

Стали, имеющие содержание углерода меньше 0,8% наз-ся доэвтектоидными. Стали, содержащие 0,8% углерода наз-ся эвтектоидными. Стали, содержащие больше 0,8%углерода наз-ся заэвтектоидными.

Чугуны с содержанием С 4,3% наз-ся эвтектическими, меньше 4,3 - доэвтектическими, больше 4,3 заэвтектическими.

Т. о при медленном охлаждении в процессе кристаллизации в сплавах системы железа - цементит формируется след структура: в доэвтектических сталях - перлит, феррит, в эвтектических - перлит и цементит, в белых доэвтектических чугунах - ледебурит, превращенный+перлит+цементит вторичный, в белых эвтектич чугунахь - ледебурит превращенный., в белых заэвтектических чугунах - ледебурит превращенный и цементит первичный.

В белых чугунах весь углерод находится в связ-м состоянии в виде цемента Fe₃C, излом чугунов светлый, белый, отсюда название.

В серых чугунах излом серый, углерод нах-ся в свободном состоянии в виде графита.

Процесс выделения графита из жидкой или твердой фазы наз-ся графитизацией. Он требует длительного времени и идет при очень медленном охлаждении. На процесс графитизации оказывают влияние след факторы: скорость охлаждения, хим состав чугуна и спец присадки, изменяющие форму и размер графических включений. В чугунах всегда имеются примеси кремния, марганца, фосфора, серы, и др. примеси можно разделить на карбидообразующие, кот связывают углерод, цементит и способствует отбеливанию чугуна (марганец, хром, молибден), графитообразующие примеси способствую выделению графита и образованию серого чугуна (кремний, никель, медь). Сера явл-ся вредной примесью, ухудшает жидкотекучесть чугуна, повышает склонность к образованию трещин, поэтому ее содержание ограничивает в обычных чугунах - до 0,12%, в высокопрочных не более 0,03%. Содержание фосфора 0,2-0,3%, он увеличивает жидкотекучесть и повышает износостойкость

5. Маркировка чугунов

Чугун отличается от стали более высоким содержанием углерода, лучшими литейными свойствами, но меньшей пластичностью (он хрупкий). Белые чугуны очень хрупкие, плохо обрабатываются резанием и обычно идут на переплав в сталь или подвергаются отжигу (1000С, выдержка 10-15 часов) для получения ковких чугунов. Серые чугуны хорошо используют для фасонных отливок на заводах (станины, корпуса), хорошо обраб-ся резанием, хорошо работают в условиях трения, гасят вибрации и колебания. Св-ва чугунов зависят от формы графитных включений и стр-ры мет-й основы. Различают серые чугуны: с пластинчатой формой графита, шнуровидной, шаровидной, хлопьевидной. Структура чугунов может быть ферритной, феррито-перлитной и перлитной. Чугуны с перлитной основой явл-ся наиболее прочными. Серые чугуны маркируют буквами СЧ и цифрами (СЧ12-28, где 12-предел прочности при растяжении (12кг силы на мм2); 28-предел прочности при изгибе). Для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом в ковш с жидким чугуном вводят модификатор (магний, церрий). Модиф. способствует получению при кристаллизации граффито-шаровидной формы. Маркировка высокопрочных чугунов ВЧ42-12, где 42-предел прочности при растяжении, 12-относительное удлинение в%. Ковкий чугун маркируют КЧ30-6.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ответов (шпаргалок)