Структуры, получаемые при различных скоростях охлаждения.
Структуры, получаемые при различных скоростях охлаждения. - раздел Машиностроение, Ознакомление со способами получения, составом и свойствами неметаллических конструкционных материалов, применяемых в машиностроении 1.При Нормальной Температуре Доэвтектоидные Стали Имеют Стру...
1.При нормальной температуре доэвтектоидные стали имеют структуру феррит плюс перлит, эвтектоидные – перлит, заэвтектоидные – перлит + цементит, то есть исходное состояние всех сталей представляет смесь двух фаз: феррита и цементита. При нагреве выше критической точки Aс1 (727°С) происходят фазовое эвтектоидное превращение Feα→Feγ и растворение цементита в γ-железе с образованием аустенита. Это образование обусловлено диффузией, поэтому состав аустенита существенно отличается от феррита и цементита.
Доэвтектоидные стали в интервале температур от Ас1 до Ас3(участок GSP,см. рис.21) имеют структуру феррит + аустенит с переменной концентрацией углерода в аустените.
В точке Ас3, лежащей на линии GS,фазовая перекристаллизация заканчивается, феррит полностью растворяется в аустените.
Эвтектоидная сталь со структурой перлита при переходе через критическую точку Ас1претерпевает эвтектоидное превращение и выше точки S имеет структуру аустенита.
В заэвтектоидных сталях при Ас1, перлит превращается в аустенит, который при дальнейшем нагревании растворяет вторичный цементит, поэтому выше Асmстали имеют однофазную структуру аустенита.
Таким образом, нагрев любой стали выше линии GSE приводит к превращению ее в аустенитное состояние.
2. Изотермическое превращение аустенита. В технологических процессах термической обработки превращения аустенита можно получить не только при непрерывном охлаждении с определенной скоростью, но и при постоянной температуре – изотермически. Аустенит быстро охлаждают в соляных ваннах до заданной температуры и выдерживают при ней в течение времени, необходимого для окончательного era превращения в перлит, сорбит или троостит.
Влияние степени переохлаждения на устойчивость аустенита и скорость превращения представляют графически в виде диаграмм. Эти диаграммы строят в координатах: температура превращения – время. Обычно время откладывают на логарифмической шкале (рис. 22).
Рис. 22. Диаграмма изотермического превращения аустенита эвтектоидной стали (схема):
I – перлитное превращение; II – промежуточное превращение; III – мартенситное сел превращение; П – перлит; С – сорбит; Т – троостит; Б – бейнит
Основные закономерности перлитного превращения рассмотрим на примере эвтектоидной стали. Изотермический распад аустенита эвтектоидной стали происходит в интервале температур от Ar1 (720 °С) до Мн(250°С), Горизонтальная линия Мн показывает температуру начала бездиффузионного мартенситного превращения. Кривые на диаграмме изотермического превращения аустенита имеют вид буквы С, поэтому их часто называют С-образными. Кривая 1 указывает время начала превращения, кривая 2 – время конца превращения аустенита. В области диаграммы, расположенной левее кривой 1,существует переохлажденный аустенит (инкубационный период); между кривыми 1 и 2 расположена область, в которой происходит превращение; правее кривой 2 находится область, в которой существуют продукты превращения аустенита.
Устойчивость аустенита зависитот степени переохлаждения. Наименьшей устойчивостью аустенит обладает при температурах, близких к 550 °С.
Превращение аустенита при температурах в интервале Аr1... 550°С называют перлитным, а превращение при температурах в интервале 550°C...Мн – промежуточным. В интервале температур перлитного превращения в результате распада аустенита образуются пластинчатые структуры перлитного типа, то есть структуры, образованные из кристаллов феррита и цементита. Строение перлитной структуры зависит от температуры превращения, с увеличением степени переохлаждения возрастает дисперсность ферритно–цементитной смеси от структуры крупнопластинча-того перлита до троостита. С увеличением дисперсности структур перлитного типа возрастают прочность и твердость стали; лучшую пластичность и вязкость имеет структура сорбита.
При промежуточном превращении возникает игольчатая микроструктура, которая называется бейнит. Бейнит представляет собой двухфазную смесь кристаллов феррита и цементита. Основная особенность промежуточного превращения состоит в том, что полиморфный переход происходит по мартенситному механизму. Бейнит, образовавшийся при температуре 400...550°C, называют верхним; он имеет перистое строение. Бейнит, образовавшийся при более низких температурах, называют нижним; он имеет пластинчатое строение. Верхний бейнит имеет низкие механические свойства; высокой прочностью и одновременно достаточно высокими пластичностью и вязкостью обладает нижний бейнит.
При переохлаждении аустенита до температуры, равной или ниже мартенситной точки (Мн),соответствующей температуре начала превращения переохлажденного аустенита в мартенсит, диффузионные процессы полностью подавляются и образование структуры, состоящей из феррита и цементита, становится невозможным. В этом случае протекает бездиффузионное превращение аустенита в структуру закаленной стали, называемую мартенситом. Однако мартенситное превращение интенсивно протекает при непрерывном охлаждении, что уменьшает в структуре остаточный аустенит.
3.При термообработке стали аустенит превращается в следующие структуры:
Мартенсит – перенасыщенный твердый раствор углерода в α- железе. Он получается в результате закалки стали и имеет тетрагональную кристаллическую решетку. Твердость мартенсита НВ500…650 кгс/мм2 и зависит от содержания углерода в стали. Вязкость мартенсита низка (3…5 кгс/см2). Мартенсит образуется при охлаждении аустенита со скоростью 150…300 °С/с.
Троостит – высокодисперсная механическая смесь частиц феррита и цементита. Твердость троостита НВ = 300…400 кгс/мм2. Троостит образуется при охлаждении аустенита со скоростью 60…80°С/с.
Сорбит – дисперсная механическая смесь частиц цементита и феррита. Сорбит подразделяется на сорбит закалки и сорбит отпуска.
Структура сорбита закалки пластинчатая, сорбита отпуска – зернистая. Твердость сорбита НВ = 250…300 кгс/мм2. Сорбит образуется при охлаждении аустенита со скоростью 40…50°С/с.
Перлит является так же механической смесью цементита и феррита, как и сорбит, но частицы цементита в нем крупнее, чем у сорбита. Строение перлита может быть пластинчатым и зернистым. Имеет твердость НВ = 160…260 кгс/мм2.Перлит образуется при охлаждении аустенита со скоростью до 10 °С в секунду.
Вопросы... Цели и задачи дисциплины Материаловедение и технология материалов... Связь дисциплины Материаловедение и технология материалов с другими дисциплинами...
Продукты доменной плавки.
1. Исходные материалы для производства чугуна:
1.Железные руды:
-красный железняк, или гематит Fе2О3; содержит в
Производство стали в электрических печах.
1.Шихтовыми материалами для выплавки стали являются жидкий или твердый чугун, стальной и чугунный лом, стружка, обрезки (скрап), железорудные окатыши, ферросплавы (перечисленные ма
Непрерывная разливка (в кристаллизатор).
1. Выплавленная в печи сталь выпускается в ковш и разливается в изложницы или кристаллизатор, либо разливке предшествует рафинирование стали. Внепечное рафинирова
Понятие о свойствах металлов.
1. Большое число различных металлов, которые применяют в технике, можно разделить на черные и цветные.
Черные металлы имеют темно-серый цвет, большую плотность, вы
Методы контроля качества изделий.
1.Макроанализ. Для макроанализа приготовляют образец – шлиф или излом, по которому выявляют макроструктуру – строение металла или сплава, видимое невооруженным глазом или в
Деление железоуглеродистых сплавов на стали и чугуны.
1. На диаграмме состояния (рис. 21) представлены две системы сплавов. Система Fе – Fе3С называется неустойчивой (метастабильной) в связи с тем, что цементит представляе
Нормализация.
1. Термической обработкой называют совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения металлических сплавов, находящихся в твердом состоянии, для изме
Отпуск. Виды отпуска.
1. Процесс закалки стали заключается в ее нагреве до определенной температуры (на 30...50° выше линии GSK по диаграмме Fe – Fe3C), выдержке и последующем быстром
Дефекты и брак при термической обработке.
1. Низколегированные стали при закалке охлаждают в воде, так же как и углеродистые. Увеличение содержания легирующих элементов в стали вызывает понижение теплопро
Азотирование.
1. Целью химико-термической обработки является получение поверхностного слоя стальных изделий, обладающего повышенными твердостью, износоустойчивостью, жаростойкостью или корро
Газовое цианирование.
3. Диффузионная металлизация, её виды.
1. Цианирование.Цианирование – насыщение поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом; оно бывает жидкостным
Влияние примесей на свойства углеродистой стали.
Наличие небольшого количества обычных примесей в стали не влияет существенно на положение критических точек и характер линий диаграммы железо – цементит, поэтому сталь можно рассматривать с извест
Углеродистые инструментальные стали.
1. По химическому составу стали подразделяют на малоуглеродистые (до 0,3% С), среднеуглеродистые (0,3...0,65 % С) и высокоуглеродистые (свыше 0,65% С). По качеству ра
Легирование чугунов, их маркировка и область применения.
1.Сталь, содержащая, кроме постоянных примесей (марганец, кремний), один или несколько специальных элементов или повышенные концентрации марганца и кремния (>1 %), называется
Цементируемые стали.
1. Низколегированные стали.Согласно ГОСТ 19282–73, установлено 28 марок такой стали. Они содержат 1,5…2,5 % легирующих элементов, которые определяют измельчение перлитной составля
Быстрорежущие стали.
1.Условия работы отдельных видов инструментов различны и для различных видов инструментов применяют материалы, наиболее подходящие по своим качествам к данным условиям работы.
Прочие стали и сплавы с особыми свойствами.
1. Шарикоподшипниковые стали.Хромовая сталь с массовым содержанием 0,95…1,15 % С и 0,4…1,65 Сr образует группу высококачественных шарикоподшипниковых сталей (ГОСТ 801–78) ШХ6, ШХ9
Получение металлокерамических твердых сплавов.
1. Металлокерамические твердые сплавы.Эти сплавы применяют в виде пластинок к режущему инструменту и инструменту для буров при бурении горных пород, а также в виде фильер дл
Сверхтвердые инструментальные материалы.
1. Минералокерамика – синтетический материал, основой которого служит глинозем ( А12О3), подвергнутый спеканию при температуре 1720…1750 °С. Минералокерамика
Спеченные алюминиевые сплавы.
1. Алюминий и его сплавы. Характерные свойства алюминия – высокая пластичность, теплопроводность, электропроводность и малая прочность. Он слабо подвергается коррозии на воздухе,
Титан и его сплавы.
1. Механические свойства металлического магния очень невысоки, поэтому для изготовления деталей он не применяется. Магниевые сплавы обладают меньшими удельным весом, теплопроводн
Оловянные и свинцовые баббиты.
4. Металлокерамические пористые подшипниковые сплавы,
1. Антифрикционные,илиподшипниковые сплавы применяют для изготовления подшипников.
Методы борьбы с коррозией металлов.
1.Разрушение металлов под воздействием окружающей среды называют коррозией. Другими словами, коррозия – это процесс превращения металлов в окисленное состояние.
Классифик
Полимеризация и поликонденсация полимеров.
1. Полимерами называют вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся группировок, или мономерных звеньев, соединенных между собою химическим
Способы получения изделий из пластмасс и их применение.
1.Пластическими массами (пластиками) называют материалы, которые при определенной температуре приобретают пластические свойства, то есть способность принимать в результате пресс
Применение резиновых изделий.
1.Резинойназывают продукты химической переработки каучука и вулканизирующих веществ (сера, натрий), осуществляемой при помощи термической обработки (горячая вулканизация) ил
Применение древесины в сельхозпроизводстве.
1.Древесина используется в качестве конструкционного материала в различных отраслях промышленности как в натуральном, так и переработанном виде.
Преимущества древесины:
Основные типы клеевых материалов и их применение.
1.Лакокрасочные материалы – это жидкие композиции, образующие после нанесения и высыхания пленку, соединяющуюся с окрашиваемой поверхностью. Эту пленку называют лакокрасочным покры
Фрикционные материалы.
1. Прокладочные материалы предназначены для создания герметичности сопрягаемых деталей с целью предохранения от попадания пыли, а также вытекания смазки, газов и др. К прокладочны
Применение порошковых сплавов в ремонтном производстве
1. Сплавы, получаемые из металлических порошков прессованием и последующим спеканием без расплавления, называют порошковыми, а метод получения – порошковой металлургией.
Механическая обработка напыленных покрытий.
1.Плазменное напыление представляет собой дальнейшее развитие техники металлизации распылением. Физическое понятие «плазма» было введено в 1923 г. Лангмером для обозначения газообр
Органоволокниты.
1. Карбоволокниты (углепласты) представляют собой композиции, состоящие из полимерного связуюшего (матрицы) и упрочнителей в виде углеродных волокон (карбоволокон
Сплавы с эффектом памяти.
1. Металлические стекла, или аморфные сплавы, получают путем охлаждения расплава со скоростью, превышающей скорость кристаллизации (106…108 °С/с). В этом случ
Бескислородная керамика.
1. Керамика – неорганический материал, получаемый из отформованных минеральных масс в процессе высокотемпературного обжига. В результате обжига (1200…2500 °С) форм
Основные сведения об изготовлении литейной формы.
1.Процесс получения заготовок деталей машин и других изделий методом литья называют литейным производством. Отливают заготовки массой от нескольких граммов до сотен тонн практиче
Прокатка, ее виды. Понятие о прокатном производстве.
1. Обработка давлением основана на способности металлов необратимо изменять свою форму без разрушения под действием внешних сил. Она обеспечивает получение заготовок для производст
Новости и инфо для студентов