- •I. Атомно-кристаллическое строение металлов. Типы кристаллических решеток.
- •II. Полиморфные и магнитные превращения в металлах.
- •III. Строение реальных металлов. Дефекты кристаллического строения металлов.
- •IV. Формирование структуры металлов и сплавов при первичной кристаллизации
- •V. Фазы в металлических сплавах : твердые растворы , химические соединения, гетерогенные структуры.
- •VI. Упругая и пластическая деформация. Структура деформированного металла. Наклеп
- •VII . Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла.
- •VIII . Механические свойства металлов. Диаграмма растяжения металлов.
- •IX. Методы определения твердости
- •X. Характеристика прочности и пластичности.
- •XI. Определение ударной вязкости. Виды излома (хрупкий, вязкий, усталостный).
- •XII. Железо и его сплавы (стали и чугуны). Общая характеристика.
- •XIII. Диаграмма железо - цементит
- •XIV. Компоненты и фазы в системе железо-углерод
- •XV. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали
- •XVI. Распределение легирующих элементов в стали
- •XVII. Стали конструкционные углеродистые: классификация, маркировка и применение.
- •XIIX. Стали конструкционные легированные: классификация, маркировка и применение
- •XIX. Стали инструментальные углеродистые: классификация, маркировка и применение
- •XX. Белые чугуны: получение, свойства, применение
- •XXI. Серые чугуны: маркировка, получение, свойства, применение.
- •XXII. Высокопрочные чугуны: маркировка, получение, свойства, применение
- •XIII. Ковкие чугуны: маркировка, получение, свойства, применение
- •XXIV. Фазовые превращения при нагреве. Рост зерна аустенита при нагреве
- •XXV. Диаграмма изотермического превращения переохлажденного аустенита
- •XXVI. Перлитное превращение
- •XXVII. Мартенситное превращение. Критическая скорость закалки
- •XXIIX. Превращение в закаленной стали при нагреве (при отпуске)
- •XXIX. Закаливаемость и прокаливаемость.
- •XXX. Отжиг I рода: диффузионный, рекристаллизационный, отжиг для снятия напряжений
- •XXXI. Отжиг II рода: полный, неполный, нормализационный
- •XXXII. Закалка: выбор температуры, продолжительности нагрева, защитной среды, охлаждающей среды
- •XXXIII. Способы закалки: в одном охладителе, прерывистая, ступенчатая, изотермическая и др. Обработка холодом
- •XXXIV. Отпуск: низкий, средний, высокий. Улучшение
XXIX. Закаливаемость и прокаливаемость.
Под закаливаемостью понимают способность стали приобретать высокую твердость после закалки. Такая способность зависит главным образом от содержания углерода в стали: чем больше углерода, тем выше твердость. Объясняется это тем, что с повышением содержания углерода увеличивается число атомов, насильственно удерживаемых при закалке в атомной решетке железа. Иными словами, увеличивается степень пересыщения твердого раствора углерода в железе. В результате возрастают внутренние напряжения, что, в свою очередь, способствует увеличению числа дислокаций и возникновению блочной структуры.
Под прокаливаемостью понимают глубину проникновения закаленной зоны, т. е. свойство стали закаливаться на определенную глубину от поверхности. Если, например, сверло диаметром 50 мм, изготовленное из инструментальной углеродистой стали, закалить в воде, а затем замерить твердость его в поперечном сечении, то окажется, что во внутренней зоне, расположенной вдоль оси сверла (сердцевине), твердость будет почти такой же, как до закалки, в то время как в наружной зоне, расположенной у поверхности, твердость резко повысится. Проверив затем микроструктуру, можно будет убедиться, что в сердцевине она будет перлитного типа, а у поверхности — мартенситного
Глубина проникновения закаленной зоны, т. е. прокаливаемость, зависит главным образом от химического состава стали. С повышением содержания углерода до 0,8% прокаливаемость стали повышается. Дальнейшее повышение его содержания несколько снижает прокаливаемость.
XXX. Отжиг I рода: диффузионный, рекристаллизационный, отжиг для снятия напряжений
1) Диффузиционный отжиг (гомогенизация) – применяется для устранения дендритной ликвации (химической неоднородности). Выполняется при выс температуре (1050-1100) и большом времени (10-15 часов)
2) Рекристализационный отжиг применяется для устранения деформированных зерен.
3) Используется как промежуточная операция для снятия наклепа – напряжения.
XXXI. Отжиг II рода: полный, неполный, нормализационный
Полный отжиг заключается в нагреве стали на 30–50 °C выше верхней критической точки для полного превращения структуры стали в аустенит и последующем медленном охлаждении до 500–600 °C для образования феррита и перлита. Скорость охлаждения для углеродистых сталей около 50–100 °C/ч. Если охлаждение ведётся на воздухе, происходит нормализация.
Неполный отжиг заключается в нагреве до температур между нижней и верхней критическими точками и последующем медленном охлаждении.
XXXII. Закалка: выбор температуры, продолжительности нагрева, защитной среды, охлаждающей среды
Температура нагрева под закалку зависит от химического состава стали. Для углеродистых сталей ее выбирают, пользуясь диаграммой состояния сплавов.
Нагрев деталей должен быть достаточно медленным, чтобы не возникли напряжения и трещины. Время нагрева зависит от химического состава стали, от формы и размеров деталей. Если нагрев производится в соляных ваннах, то скорость нагрева рекомендуется 0,5 мин на 1 мм сечения, если деталь нагревают в электрических печах, то время нагрева рекомендуется 15—20 мин на 1 мм сечения образца. Время выдержки должно быть достаточным, чтобы весь процесс превращения перлита в аустенит завершился полностью. Продолжительность выдержки обычно рекомендуют 25% общего времени нагрева.
Охлаждение детали является наиболее ответственным этапом операции. Скорость охлаждения должна быть такой, чтобы обеспечить получение нужной структуры —мартенсита, троостита или сорбита, т. е. обеспечить необходимые механические свойства обрабатываемой детали.
В зоне температур мартенситного превращения, т. е. ниже 300° С, наоборот, выгоднее применять замедленное охлаждение, так как структурные напряжения успевают выравниваться, а твердость образовавшегося мартенсита при выдержке ниже точки Мк практически не снижается.
Для закалки среднеуглеродистых сталей можно рекомендовать воду с температурой 18° С, а для большинства остальных сталей — масло.