XI. Определение ударной вязкости. Виды излома (хрупкий, вязкий, усталостный).

Для определения ударной вязкости используют стандартные образцы с надрезом U- или V-образной формы, который служит концентратором напряжений. В зависимости от формы надреза ударная вязкость обозначается KCU или KCV. Образец устанавливают на маятниковом копре так, чтобы удар маятника был нанесен по стороне образца, противоположной надрезу, раскрывая его.

Хрупкий излом характеризуется ручьистым изломом. Для хрупкого разрушения характерен кристаллический (блестящий) излом. Хрупкому разрушению предшествует пластическая деформация до достижения трещины критического размера и затем хрупкое бездислокационное разрушение. Хрупкое разрушение – это самопроизвольный процесс.

Вязкое разрушение происходит срезом под действием касательных напряжений и сопровождается значительной пластической деформацией. Для вязкого разрушения характерен волокнистый (матовый) излом детали или образца.

Усталостный излом. Излом, образующийся под действием знакопеременных или циклических нагрузок.

XII. Железо и его сплавы (стали и чугуны). Общая характеристика.

Сталь - сплав железа с углеродом , характеризующийся эвтектоидным превращением. Содержание углерода в стали не более 2,14%

Стали делятся на конструкционные (низкоуглеродистые, среднеуглеродистые, высокоуглеродистые) и инструментальные (качественные и высококачественные). Доэвтектоидные и заэвтектоидные.

Чугун — сплав железа с углеродом. Содержание углерода в чугуне не менее 2,14%

Виды:

1) белый (В белом чугуне весь углерод находится в виде цементита),

2) серый (Серый чугун это сплав железа, кремния (от 1,2- 3,5 %) и углерода, содержащий также постоянные примеси Mn, P, S. В структуре таких чугунов большая часть или весь углерод находится в виде графита пластинчатой формы)

3) ковкий (Ковкий чугун получают длительным отжигом белого чугуна, в результате которого образуется графит хлопьевидной формы)

4) высокопрочный (Высокопрочный чугун имеет в своей структуре шаровидный графит, который образуется в процессе кристаллизации. Шаровидный графит ослабляет металлическую основу не так сильно как пластинчатый, и не является концентратором напряжений)

5) половинчатый чугуны (В половинчатом чугуне часть углерода (более 0,8 %) содержится в виде цементита)

XIII. Диаграмма железо - цементит

XIV. Компоненты и фазы в системе железо-углерод

В системе железо-углерод (Fe—С) различают следующие фазы: жидкий сплав, твердые растворы — феррит и аустенит, а также цементит и графит.

Феррит — твердый раствор углерода и других примесей в α-железе.

Аустенит — твердый раствор углерода и других примесей в γ-железе. Предельная растворимость углерода в у-железе — 2,14%.

Цементит — это химическое соединение железа с углеродом — карбид железа Fe3C. В цементите содержится 6,67 % углерода. Цементит имеет сложную ромбическую решетку с плотной упаковкой атомов. Температура плавления цементита точно не определена в связи с возможностью его распада и принимается примерно равной 1500 °С. Цементит является метастабильной фазой. В условиях равновесия в сплавах с высоким содержанием углерода образуется графит.

Графит. Кристаллическая решетка графита гексагональная слоистая. Графит мягок, обладает низкой прочностью и электропроводностью.

АВ (линия ликвидус) показывает температуру начала кристаллизации δ-феррита из жидкого сплава; CD (линия ликвидус) соответствует температуре начала кристаллизации первичного цементита из жидкого сплава; АН (линия солидус) является температурной границей области жидкого сплава и кристаллов δ-феррита; ниже этой линии существует только δ-феррит; HJB — линия перитектического нонвариантного (С = 0) равновесия (1490 °С); по достижении температуры, соответствующей линии HJB, протекает перитектическая реакция (жидкость состава В взаимодействует с кристаллами δ-феррита состава Н с образованием аустенита состава J; линия ECF (линия солидус) соответствует кристаллизации эвтектики — ледебурит.