Билет №14

1. Правило отрезков на диаграмме состояния

2. Определение величины зерна аустенита. Превращение аустенита в перлит при охлаждении. Диаграмма изотермического превращения аустенита.

Превращение аустенита, переохлажденного ниже точки Л_х (727 °С), может происходить как при непрерывном охлаждении, так и при выдержке при постоянной температуре — изотермическое пре­вращение аустенита.При охлаждении ниже A_t свободная энергия аустенита стано­вится выше свободной энергии продуктов его распада, поэтому переохлажденный аустенит становится неустойчивым. На диаграмме можно выделить следующие области: 1) область устойчивого аустенита (для стали, содержащей 0,8 % С, выше Л_х); 2) область переохлажденного аустенита; 3) область начавшегося, но еще не закончившегося превращения А -> П; 4) область за­кончившегося превращения; 5) область начавшегося, но еще не закончившегося мартенситного превращения (между М_н — М_к); 6) мартенситная область (ниже М_к).Диаграмма изотермического превращения позволяет определить конечную структуру для данной марки стали, если известна темпе­ратура или скорость превращения.

3. Быстрорежущие стали. Маркировка, термообработка

Быстрорежущие стали (Р18, Р9, Р6М5, Р9К5 и др.) ГОСТ 19265-73 относятся к ледебуритному классу. В структуре литых сталей присутствует карбидная эвтектика (Л) скелетообразного типа. При ковке разбиваются эвтектические карбиды, устраняется карбидная неоднородность. Затем сталь (Р18) отжигают при 860-880^оС с медленным охлаждением до 500-600^оС или изотермической выдержкой при 730-750^оС. Закалка изделий из стали Р18 производится на воздухе (крупные изделия в масле) с температуры 1280^оС. Сталь в закалённом состоянии состоит из М, остаточного А (до 30%) и нерастворившихся карбидов. После закалки проводится трёхкратный отпуск стали при 560^оС, в результате в её структуре уменьшается массовая доля остаточного А (до 2%), микроструктура – мелкоигольчатый М отпуска и карбиды. Твёрдость стали повышается до 63-66 HRC (рис.1).Для превращения остаточного А в М быстрорежущую сталь подвергают обработке холодом при –80 – 00^оС, в результате достигается более полное превращение остаточного А в М и твёрдость повышается. Затем инструмент для снятия внутренних напряжений подвергают 1-часовому отпуску при t=560-570^оС.

Билет №15

1. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твёрдом состоянии (3-го рода)

Компоненты: А, В. Фазы: жидкость L, твердые растворы аир. Оба компонента неограниченно растворимы в жидком состоянии, ограниченно в твердом и не образуют химических соединений. При этом ограниченная взаимная растворимость в твердом состоя­нии может меняться с изменением температурыПри медленном охлаждении сплавов и высокой степени диффу­зии вторичная фаза выделяется по границам зерен, образуя сетку. Ускоренное охлаждение не дает развиться диффузии и вторичные фазы выделяются внутри зерен в виде дисперсных включений.Этот тип диаграмм очень важен в практическом отношении, так как входит в состав сложных диаграмм таких широко распро­страненных промышленных сплавов, как Fe—С, А1—Си и др.

Выше линии GCH (линия ликвидус) на диаграмме расположена область однородного жидкого раствора. Линия GECDH (линия еолидус) соответствует температурам конца затвердевания.Линия ECD называется линией эвтектического превращения, а точка С — эвтектической точкой. При достижении температуры, соответствующей линии ECD происходит эвтектическая реакция — из жидкости выделяется смесь кристаллов обоих твердых раство­ров а и fJ: L *±- а_Е + p_D.При понижении температуры сплава IV ниже т. 3 кривой DF происходит распад Р-твердого раствора с выделением вторичных кристаллов твердого раствора а_1Т.Этот процесс происходит в твердом состоянии и называется вторичной кристаллизацией в отличие от первичной, которая происходит при затвердевании сплавов.