- •04205 Задания и методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине
- •Введение
- •Теоретическая часть
- •1.Классификация и правила маркировки железо-углеродистых сплавов Основные определения и понятия
- •1.1.Классификация сталей
- •1.2. Маркировка сталей
- •1.3. Классификация и правила маркировки чугунов
- •А - Работа разрушения
- •4.2. Анализ процессов охлаждения железо углеродистых
- •5. Элементы теории и технологии термической обработки металлов и сплавов
- •5.1. Структурные превращения в сталях
- •5.2. Виды термической обработки
- •5.3. Основы химико-термической обработки
- •6. Современные металлические материалы
- •7. Основы рационального выбора материалов
- •Общая схема выполнения контрольных работ
- •Задания к контрольной работе
- •Приложение 1 Пример анализа кристаллизации сплава
- •«Материаловедение»
5. Элементы теории и технологии термической обработки металлов и сплавов
5.1. Структурные превращения в сталях
Изучение этого раздела дает знания об основных фазовых и структурных превращениях в сталях, приводящих к получению требуемых свойств. Необходимо рассмотреть четыре основных превращения в сталях и усвоить, что условия нагрева, изотермической выдержки и охлаждения определяют фазовый состав, структурное состояние и, следовательно, свойства стали.
Процессы, происходящие при нагреве стали в аустенитную область, приводят к росту зерна. В этом плане различаются наследственно мелкозернистые и крупнозернистые стали. При рассмотрении процессов распада переохлажденного аустенита следует, обратить внимание на различия, обусловленные характером охлаждения (непрерывное или с изотермической выдержкой). Значение диаграмм изотермического распада аустенита и термокинстических диаграмм для конкретных сталей велико, так как они достаточно полно характеризуют структуры, образующиеся при распаде аустенита, и позволяют обоснованно назначать определенные виды термической обработки. Для успешного использования диаграмм следует внимательно разобраться в зависимости структурных и фазовых превращений от температуры изотермической выдержки и условий охлаждения, четко усвоить, что существуют диффузионное (перлитное), промежуточное (бейнитное) и сдвиговое (мартенситное) превращения.
Разберите диаграмму распада аустенита при непрерывном охлаждении в условиях изотермической выдержки. (С – образные кривые), а также структуры, получающиеся при разной скорости распада аустенита. Перлит, сорбит и троостит – это двухфазные структуры, представляющие собой ферритно–цементитную смесь различной степени дисперсности (размельченности), они имеют в этих условиях пластинчатое строение. При большой скорости охлаждения диффузия углерода не успевает произойти. происходит только аллотропическое превращение железа, поэтому из аустенита получается однофазная структура — мартенсит, который представляет собой пересыщенный твердый раствор углерода в α - железе, он имеет игольчатое строение. Запомните, что чем больше скорость охлаждения аустенита, тем тверже получающиеся структуры. Нужно знать, какая температура называется мартенситной точкой. В углеродистых сталях начало мартенситного превращения происходит около 200°С. Отметьте для себя отличие мартенситного превращения от перлитного. Запомните, что в отличие от перлитного мартенситное превращение никогда не идет до конца, поэтому в стали всегда остается определенное количество остаточного аустенита; на мартенситную точку скорость охлаждения не влияет, она практически зависит только от состава стали по углероду.
При нагреве мартенсита в перлитную область происходит распад перенасыщенного твердого раствора углерода в α – железе с образованием двухфазных структур перлитного класса, но другой морфологии. В этом случае троостит, сорбит и перлит имеют дисперсное мелкозернистое строение. Следует отметить, что образование зернистых структур улучшает многие свойства сталей. При одинаковой твердости, прочности и пластичности стали с зернистой перлитной структурой имеют более высокие значения предела текучести, относительного сужения и ударной вязкости.