2. Критическая скорость охлаждения аустенита. Мартенситное превращение аустенита

При больших степенях переохлаждения возрастает термодинами­ческая неустойчивость аустенита, а скорость диффузии углерода резко падает. При переохлаждении аустенита в эвтектоидной стали до 240 °С подвижность атомов углерода близка к нулю и происхо­дит бездиффузионное превращение аустенита. При этом меняется лишь тип решетки у ->а, а весь углерод, ранее растворенный в ре­шетке аустенита, остается в решетке феррита, хотя равновесная концентрация углерода в феррите не превышает 0,006 % при комнатной температуре.мартенсит Fe_a (С) — пересы­щенный твердый раствор внедрения углерода в a-железеМартенсит имеет высокую твердость (до HRC 65) и хрупкость. Кристаллы мартенсита, образующиеся в виде пластин в мало­пластичном аустените, имеют на шлифе игольчатую форму (рис. 105). Скорость образования кристаллов мартенсита очень велика, достигает 1000 м/с.

3. Металлокерамические твёрдые сплавы для режущего инструмента. Маркировка. Свойства.

Металлокерамические твердые сплавы являются инструментальными материалами, состоящих из карбидов тугоплавких металлов и кобальта, играющего роль связки. Твердые сплавы обладают высокой твердостью и сохраняют ее при нагреве до высоких температур. Твердые сплавы изготавливают методом порошковой металлургии (применяют карбиды титана). Сплавы получают спеканием порошков карбида с кобальтом после предварительного прессования. Применяют для резцов, сверл, фрез и других инструментов. Характеризуются высокой твердостью, износостойкостью. Их недостатком является высокая хрупкость. В зависимости от состава карбидной основы различают 3 группы твердых сплавов: вольфрамовые, титановольфрамовые, титан-тантал-вольфрамовые. Сплавы вольфрамовой группы – однокарбидные, обозначают буквами ВК и цифрами, показывающими содержание углерода в %. (ВК3, ВК6). Сплавы второй группы изготавливают на основе карбидов вольфрама и титана. Маркируют: ТК (Т15К6) – 15% ТиС, 6% Со, 79% WC. Сплавы третьей группы: сплавы титана и порошок Со. Маркируют: ТКК – ТТ7К12.

Билет №16

1. Диаграмма состояния сплавов, образующих химические соединения (4-го рода).

Химическое соединение характеризуется строго определенным соотношением компонентов, что отображается на диаграмме со­стояния вертикальной линией, пересекающей ось концентраций в точке, отвечающей соотношению ком­понентов химическом соединении (рис. 70). При образовании в сплаве хими­ческих соединений они играют роль самостоятельного компонента, разде­ляя общую диаграмму состояния на ряд отдельных диаграмм. Это объяс­няется тем, что химическое соединение отличается от образующих его компо­нентов кристаллической решеткой, свойствами и температурой плавления. Химические соединения могут быть устойчивыми и неустойчивыми. Химическое соединение устойчиво, если его можно нагреть без раз­ложения до расплавления, и неустойчиво, если при нагреве оно разлагается. На рис. 70 приведена диаграмма с устойчивым соеди­нением.

2. Превращение при отпуске закалённой стали.

Свойства сталей особенно механические зависят от ее химического состава и структуры. Желаемое изменение структуры и механических свойств стали достигается при термической обработке. Различные структуры сталей формируются в процессе ее охлаждения из аустенитного состояния. Распространенным видом упрочняющей термической обработки стали является комплексная обработка сочетающая закалку с последующим отпуском. Основная цель закалки стали – получение твердости, прочности и износоустойчивости. Стали, подвергнутые закалке имеют структуру неравновесного состояния (мартенсит, троостит, бейнит, сорбит). Если сталь нагреть до аустенитного состояния и охлаждать со скоростью превышающую скорость закалки, то при переохлаждении до низких температур ниже Мн аустенит превращается в мартенсит.Мартенсит – это пересыщенный раствор углерода в альфа-железе. Имеет тетрагональную кристаллическую решетку. Он содержит столько углерода, сколько было в аустените, т.е. в стали. Мартенсит закаленной стали имеет характерное игольчатое (пластинчатое) строение. Размер игл мартенсита зависит от размера зерна аустенита. Твердость 55-65 HRC (550-650 HB). В стали содержанием более 0,5% углерода не происходит полного превращения в мартенсит и сохраняется остаточный аустенит. Критической скоростью закалки называется критическая скорость охлаждения, при которой весь аустенит переохлаждается до мартенситного превращения. Требуемая скорость охлаждения обеспечивается подбором охладительной среды. Закалка на мартенсит обеспечивает охлаждение углеродистой стали в воде со скоростью выше критической. При медленном охлаждении (в масле) со скоростью меньше критической, аустенит при температуре 400-500 С распадается на ферритоперлитную смесь пластинчатого строения - троостит. Еще более медленное охлаждение (струя холодного воздуха) при температуре 500-650 С вызывает распад аустенита на феррито-цементитную смесь пластинчатого строения – сорбит. По мере уменьшения охлаждения твердость стали уменьшается.