- •Строение конструкционных материалов.
- •Температура кристаллизации
- •Кристаллическое строение конструкционных материалов
- •Особенности строения (оцк)
- •Особенности строения (гцк)
- •Особенности строения (гпу)
- •Дефекты кристаллических решеток.
- •Линейные дефекты кристаллических решёток
- •Двухмерные дефекты кристаллических решёток
- •Типы кристаллических решёток
- •Анизотропия кристаллов и его влияние на свойства материалов.
- •Влияние дефектов кристаллических решеток на свойства материалов.
- •Виды кристаллических решеток сплава.
- •Понятие о фазах, виды фаз.
- •Механические свойства конструкционных материалов.
- •Технические свойства конструкционных материалов.
- •Литейные сплавы.
- •Производство чугуна. Исходные материалы.
- •Подготовка материалов к доменной плавке
- •Понятие о работе и устройство доменной печи
- •Производство стали. Исходные материалы
- •Конверторные способы получения сталей
- •Мартеновские способы производства сталей
- •Получение сталей в электрических печах
- •Разливка сталей и получение слитков
- •Непрерывная разливка сталей
- •Определение стали и чугуна
- •Раскисление сталей
- •Влияние серы и фосфора на свойства сталей
- •Легирование сталей
- •Классификация сталей
- •Маркировка сталей
- •Конструкционные строительные стали
- •Углеродистые качественные стали
- •Легированная сталь
- •Углеродистые инструментальные стали
- •Специальные стали (пружинные, шарикоподшипниковые, автоматные и др.)
-
Понятие о фазах, виды фаз.
При сплавлении компоненты образуют в сплаве фазы — однородные объемы, разграниченные друг от друга поверхностями раздела — границами, при переходе через которые свойства могут изменяться скачкообразно. В сплавах образуются следующие основные фазы: твердые растворы, химические соединения и механические смеси.
Твердые растворы являются наиболее распространенной фазой в металлических сплавах. Характерной особенностью их строения является сохранение кристаллической решетки металла-растворителя. Растворенные металлы могут быть распределены в ней в виде твердого раствора замещения (рис. 7, а) в том случае, если у обоих компонентов однотипные решетки, достаточно близкие атомные радиусы и физико-химические свойства, или в виде твердого раствора внедрения (рис. 7, б), если атомный радиус растворенного компонента достаточно мал.
Химические соединения обычно образуются между металлами и неметаллами и обладают свойствами неметаллических включений, а также между металлами. При этом образуется новый тип кристаллической решетки, отличной от решеток составляющих компонентов и обладающий другими свойствами (рис.7, в). При сплавлении компонентов с весьма различными атомными радиусами и электрохимическими свойствами взаимная растворимость практически отсутствует. В этом случае образуется механическая смесь кристаллов компонентов.
-
Механические свойства конструкционных материалов.
статические, когда нагрузка возрастает медленно и плавно (испытания на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, срез, твердость);
динамические, когда нагрузка возрастает с большой скоростью, ударно (испытание на удар);
испытания при повторно-переменных нагрузках, когда нагрузка в процессе испытания многократно изменяется по величине или по величине и знаку (испытание на усталость).
Испытание на растяжение. Для испытания на растяжение применяют цилиндрические или плоские образцы определенной формы и размеров по стандарту. Испытание образцов на растяжение проводится на разрывных машинах с механическим или гидравлическим приводом.
Пределом пропорциональности (условным) σпц называется такое напряжение, когда отступление от линейной зависимости между нагрузкой и удлинением достигает такой величины, при которой тангенс угла, образуемого касательной к кривой нагрузка — деформация с осью нагрузок, увеличивается, например, на 25 или 50% по сравнению с первоначальным значением:
,
где Рпр— нагрузка, соответствующая пределу пропорциональности (условному).
Пределом упругости (условным) σуп называется напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,05% от расчетной величины образца и определяется по формуле:
,
где P0,05 — нагрузка, соответствующая пределу упругости (условному).
Пределом текучести (физическим) σт называется наименьшее напряжение, при котором образец деформируется (течет) без заметного увеличения нагрузки:
,
где Рт — нагрузка, соответствующая пределу текучести (физическому).
Пределом текучести (условным) σ0,2 называется напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2 % от расчетной длины образца:
,
где Р0,2 — нагрузка, соответствующая пределу текучести (условному).
Пределом прочности (временным сопротивлением) σв называется напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке Рв, предшествующей разрушению образца:
.
Истинным сопротивлением разрушению SК называется напряжение, определяемое отношением нагрузки Рк в момент разрыва образца к площади поперечного сечения FK образца в шейке после разрыва:
.
Относительным удлинением δ называется отношение абсолютного удлинения, т. е. приращения расчетной длины образца после разрыва (lк — l0), к его первоначальной расчетной длине l0, выражается в процентах:
,
где lк — длина образца после разрыва.
Относительным удлинением характеризуется пластичность металла — это свойство твердых материалов изменять без разрушения форму и размеры под влиянием нагрузки или напряжений, устойчиво сохраняя образовавшуюся форму и размеры после прекращения этого влияния.
Испытание на твердость. Твердостью называется способность металла сопротивляться внедрению в него другого, более твердого тела. Определение твердости является наиболее часто применяемым методом испытания металлов.
Твердость по Бринеллю В поверхность испытываемого металла с определенной силой вдавливают стальной закаленный шарик диаметром 10, 5 или 2,5 мм. В результате на поверхности металла получается отпечаток (лунка). твердость по НВ 220. Твердость по Роквеллу - испытание на твердость вдавливанием конуса или шарика в поверхность испытываемого металла. Вдавливают Например, твердость по HRC 230.
Твердость по Виккерсу - испытание на твердость вдавливанием пирамиды. В поверхность металла вдавливают четырехгранную алмазную пирамиду. обозначаемое HV 140.
Износостойкость — способность материала сопротивляться поверхностному разрушению под действием внешнего трения.
К физико-химическим свойствам материалов относятся температура плавления, плотность, электро- и теплопроводность, коэффициенты линейного и объемного расширения, способность к химическому взаимодействию с агрессивными средами, а также антикоррозионные свойства.