- •I. Металлургическое производство.
- •II. Обработка давлением: прокатка, прессованиее (редко) и волочение.
- •III. Обработка давлением: ковка, объемная штамповка, листовая штамповка
- •IV, Сварка
- •I. Производство чугуна
- •Горение топлива.
- •Восстановление железа в доменной печи.
- •Науглероживание железа
- •Восстановление примесей
- •Образование шлака
- •II.Производство стали
- •Окисление железа и примесей.
- •Кипение металлической ванны - основной этап.
- •Раскисление стали (удаление кислорода)
- •Легирование стали
- •III. Получение стальных слитков.
- •1. Углеродистые стали
- •1.1 Углеродистые конструкционные стали
- •Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества
- •Углеродистые качественные конструкционные стали
- •1.2 Углеродистые инструментальные стали
- •1.3. Углеродистые стали специального назначения
- •2. Легированные стали
- •По количеству легирующих элементов:
- •По химическому составу:
- •По назначению:
- •I. Прокатка
- •1. Дефекты нагрева металла:
- •2. Дефекты проката:
- •II. Волочение
- •III. Прессование
- •IV. Ковка
- •Штамповка
- •V. Объемная штамповка
- •VI. Листовая штамповка
- •Теория обработки металлов давлением
- •Атомно-кристаллическое строение металлов
- •1. Точечные дефекты
- •2. Линейные дефекты
- •Механизм пластической деформации монокристалла
- •Дислокационная теория пластической деформации.
- •Особенности деформации поликристаллических тел.
- •Влияние обработки давлением на свойства металла
- •Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла.
- •I Сварка плавлением
- •1.1 Электрическая дуговая сварка
- •Физические основы процесса сварки
Теория обработки металлов давлением
Рис. Схема связей между характеристиками материала
Атомно-кристаллическое строение металлов
Кристаллическая решетка - воображаемая пространственная решетка, укладка атомов в которой характеризуется определенным порядком–периодичностью, как по различным направлениям, так и по различным плоскостям.
Элементарная ячейка – элемент объема из минимального числа атомов, многократным переносом которого в пространстве можно построить весь кристалл, характеризует особенности его строения.
Для металлов характерны три основных типа решетки:
Объемно-центрированная кубическая (ОЦК).
Атомы располагаются в вершинах куба и один атом в центре куба.
ОЦК-решетку имеют металлы : Pb, K, Na, Li,Tiβ, Zrβ, Ta, W, V, Feα, Cr, Nb, Ba, Mo
Гранецентрированная кубическая (ГЦК)/
Атомы располагаются в вершинах куба и по центру каждой из 6 граней
ГЦК-решетку имеют металлы: Feγ, Ni, Al, Caα, Ce, Srα, Pb, Ag, Au, Pd, Pt, Rh, Jr, Feγ, Cu, Coα
Гексагональная (в основании лежит шестиугольник) плотноупакованная (ГПУ).
Атомы располагаются в вершинах ячейки, по центру шестигранных оснований призмы, а три атома – в средней плоскости призмы.
ГПУ-решетку имеют металлы: Mg, Tiα,Cd, Re, Os, Ru, Zn, Coβ, Be, Caβ
Углерод в виде графита имеет простую гексагональную решетку (атомов в средней плоскости нет) – большое расстояние между плотноупакованными плоскостями, очень мягкий.
Рис. Кристаллические решетки металлов: а – объемно-центрированная кубическая (ОЦК); б – гранецентрированная кубическая (ГЦК); в – гексагональная плотноупакованная (ГПУ)
Координационное число К - число ближайших соседей данного атома, характеристика плотности упаковки решетки:
- для ОЦК-решётки К=8 (т.е. атомы, находящиеся в вершине, принадлежат восьми элементарным ячейкам)
- ГЦК-решётки К=12.
Вопрос-пример с графитом и алмазом: природа одна, а решетки разные, значит и расстояния тоже.
Свойства тела зависят:
- от природы атомов, из которых оно состоит,
- от силы взаимодействия между этими атомами (определяется расстояниями между ними и типом связи).
Анизотропия - зависимость свойств от направления.
Аморфные тела изотропны (свойства не зависят о направления, атомы хаотично расположены, расстояния между ними одинаковы).
Кристаллические тела:
- монокристаллы анизотропны (атомы упорядочены, расстояния между ними зависят от направления)
- поликристаллы квазиизотропны (произвольная ориентировка зерен приводит к усреднению свойств в поликристалле. Каждое зерно имеет свою ориентировку кристаллической решетки, вследствие чего свойства реальных металлов усредняются).
Дефекты кристаллической решетки металлов
Дефекты кристаллической решетки - структурные несовершенства, выражающиеся в ее локальных искажениях. При наличии дефектов изменяются расстояния между атомами, что влияет на свойства металла.
Дефекты:
точечные – малые во всех трех измерениях (нуль-мерные);
линейные – малые в двух измерениях и сколь угодно протяженные в третьем (одномерные);
поверхностные – малые в одном измерении (двумерные);
объемные (трехмерные)
Прим. Малые размеры - нескольких атомных диаметров.