- •Ответы на экзамены по ткм.
- •.Строение конструкционных материалов.
- •.Типы кристаллических решеток.
- •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.
- •Методы испытания механических свойств металлов.
- •.Технические свойства конструкционных материалов.
- •.Литейные сплавы.
- •.Литейные чугуны.
- •Маркировка чугунов.
- •.Литейные стали.
- •.Цветные литейные сплавы.
- •.Исходные материалы для получения литейных сплавов.
- •.Оборудование для плавления сталей и чугунов.
- •. Литейные свойства сплавов.
- •.Сборка литейных форм, заливка металлом, выбивка отливок, очистка и т.Д.
- •.Литье по выплавляемым моделям.
- •.Литье в оболочковые формы.
- •.Литье в кокиль.
- •.Литье под давлением.
- •.Центробежное литье.
- •.Общие принципы конструирования.
- •Общие принципы конструирования литых деталей.
- •Сущность процесса обработки материалов давлением.
- •.Физические процессы обработки материалов давлением.
- •Наклеп и условия его формирования.
- •Сущность холодной штамповки, ее преимущества и недостатки.
- •Виды холодной объемной штамповки.
- •Выдавливание.
- •Высадка.
- •Объемная штамповка (холодная).
- •Формоизменяющие операции при холодной листовой штамповке.
- •Сущность горячей объемной штамповки.
- •Разработка чертежа поковки.
- •Понятие о сварке, физико-химические процессы при сварке.
- •Сварка давлением.
- •Контактная электрическая сварка.
- •Конденсаторная сварка.
- •Сварка трением.
- •Холодная сварка.
- •Физико-химические процессы при сварке плавлением.
- •Электрическая дуговая сварка.
- •Ручная дуговая сварка.
- •Автоматическая дуговая сварка под флюсом.
- •Сварка в среде защитных газов.
- •Электронно-лучевая сварка.
.Влияние дефектов кристаллических решеток на свойства материалов.
Влияние дефектов строения на свойства материалов огромно. Например, прочность реальных кристаллов на сдвиг из-за наличия дефектов строения уменьшается на три-четыре порядка по сравнению с той же характеристикой идеального кристалла. Влияние дефектов строения на прочностные характеристики металлов не однозначно. Из представленной на рис. 6 зависимости видно, что прочность практически бездефектных кристаллов (так называемых «усов») очень высока. Увеличение количества п дефектов строения в 1 см3 приводит к резкому снижению прочности (ветвь А). Точка Рк характеризует прочность металлов, которые принято называть «чистыми». Дальнейшее увеличение дефектов, например, введением легирующих примесей или методами специального искажения кристаллической решетки повышает реальную прочность металлов (ветвь В). Для создания наиболее прочных материалов стараются получить оптимальное количество дефектов. Наибольшее упрочнение достигается при плотности дислокаций 1012 —1018 на 1 см3.
Рис. 6. Зависимость прочности кристаллического тела от плотности дефектов строения
Кроме влияния на прочностные характеристики дефекты решетки играют большую роль в процессах диффузии и самодиффузии, которые во многом определяют скорости протекания химических реакций в твердом теле, а также ионную проводимость кристаллов. Дефекты кристаллической решетки, распределенные необходимым образом по объему кристалла, позволяют создавать в одном образце области с различными типами проводимости, что является необходимым при изготовлении некоторых полупроводниковых элементов.
.Виды кристаллических решеток сплава.
В технике значительно чаще применяют не чистые металлы, а сплавы, состоящие из двух или нескольких элементов, называемых компонентами. В качестве компонентов сплавов могут быть как чистые элементы, так и химические соединения. Широкое применение сплавов в качестве машиностроительных материалов можно объяснить тем, что они обладают разнообразным комплексом свойств, которые могут быть направленно изменены в зависимости от количества и вида компонентов, а также с помощью термической или других видов обработки.
Рис. 7. Виды кристаллических решеток сплавов.
а — твердый раствор замещения; б — твердый раствор внедрения; в — химическое соединение
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.
. Как правило, в многокомпонентных металлических сплавах можно одновременно встретить три вида фаз. Направленным изменением сочетания компонентов в сплавах можно изменять количество дефектов строения и, следовательно, управлять физико-механическими характеристиками.
При выборе материала для конструкции исходят из комплекса свойств, которые подразделяют на механические, физико-химические, технологические и эксплуатационные. К основным механическим свойствам относят прочность, пластичность, ударную вязкость, усталостную прочность, ползучесть, твердость и износостойкость. Под прочностью понимают способность материала сопротивляться деформации или разрушению под действием статических или динамических нагрузок. При статических нагрузках производят испытания на растяжение, сжатие, изгиб и кручение. Показателем прочности является предел прочности образца испытуемого металла, приведенного на рис. 9, а.
,
где Р — нагрузка, необходимая для разрушения стандартного образца, МН; F0— площадь поперечного сечения образца в мм .