Материал: 1650

помощью правила отрезков для выбранного сплава при заданной температуре определяется количество фаз и содержание углерода в этих фазах.

Научитесь расшифровывать марки углеродистых сталей. Уясните, что технические железоуглеродистые сплавы состоят не только из железа и углерода, но в состав этих сплавов также входят постоянные примеси (марганец, кремний, сера и фосфор), попадающие в сплав при его выплавке. При изучении различных групп чугуна обратите

при нагреве. Рост зерна аустенита. Влияние величины зерна на свойства стали. Перегрев, пережог стали. Диаграмма распада аустенита при постоянной темпе-

продолжительности нагрева на строениеДи свойства закаленной стали. Влияние легирующих элементов на превращения при отпускеИ. Виды отжига (полный, неполный, изотермический, рекристаллизационный). Область применения, температура нагрева, охлаждающая среда, структура после отжига.

ратуре и непрерывном охлаждении. Механизм перлитного, мартенситного и промежуточного распадов аустенита. Критическая скорость охлаждения. Превращения при нагреве закаленной стали (при отпуске). Влияние температуры и

Нормализация стали. Область применения. Температура нагрева, охлаждающая среда, структура после нормализации.

Закалка стали. Выбор температуры закалки. Скорость охлаждения, закалочные среды, структуры после закалки. Закаливаемость и прокаливаемость. Виды закалки.

Отпуск стали. Виды и назначение отпуска. Температура отпуска, структура после отпуска.

Химико-термическая обработка стали. Назначение, сущность. Термическая обработка. Свойства цементованных, азотированных деталей.

6

Теория и технология термической обработки стали являются главными вопросами металловедения. Термической обработкой называют процесс обработки металлических изделий путем теплового воздействия с целью изменения их структуры и свойств в заданном направлении. По глубине и разнообразию структурных изменений, получаемых в процессе термической обработки, с ней не могут сравниться ни механические, ни какие-либо другие способы воздействия на металл ческ е сплавы. Термообработку применяют как промежуточную операц ю с целью улучшения технологических свойств (об-

При анализе превращений переохлажденного аустенита особое внимание следует о ратить на диаграмму его изотермического распада. Эта диаграмма устанавливает связь между температурой превращения, интенсивностью распадаДи структурой полученных продуктов распада аустенита. Разберитесь в механизме перлитного превращения, имеющего диффузионный характер, бездиффузионного мартенситного превращения и промежуточного превращения, протекающего по смешанному механизму. Четко представьте физический смысл критической скорости закалки стали: это минимальнаяИскорость охлаждения, необходимая для образования структуры мартенсита. Уясните, что при нагреве закаленной стали структура, полученная при закалке, переходит в термодинамически более устойчивое состояние.

При рассмотрении технологических процессов термообработки необходимо учесть, что при всех ее вариантах сталь, нагретую до аустенитного состояния, подвергают охлаждению со скоростью, варьируемой в широких пределах. После этого получают стальные изделия, имеющие широкий диапазон механических и других свойств. На этом основаны следующие наиболее часто применяемые виды термообработки стали: отжиг, нормализация и закалка. После закалки проводится отпуск стали.

7

Ознакомьтесь с основными видами отжига, особенностями режима, получаемой структурой и свойствами. Рассматривая процесс

нормализации стали, сопоставьте его экономичность по сравнению с отжигом. При изучении процесса закалки стали четко уясните различие между закаливаемостью и прокаливаемостью, а также установите

Сфакторы, оказывающие влияние на эти характеристики. Выясните, почему после закалки стали необходим отпуск и для каких групп сталей пр меняются н зк й, средний и высокий отпуск. Разберитесь, как изменяются механ ческие свойства стали и остаточные закалочные напряжен я при увел чении температуры отпуска.

При рассмотрен химико-термической обработки необходимо учитывать, что незав с мо от того, каким элементом насыщаются поверхностные слои стали, процесс насыщения состоит из следующих

требован рочняющей термоо раАотки применяются для цементованных и азо-

стадий: выделен я атомов насыщающего элемента из активной на-

сыщающей среды, охлаждения этих атомов на металлической по-

тированных стальных изделий.

1.1.6. Легированные стали

Фазы, образуемые легирующимиДэлементами в сплавах железа (твердые растворы, карбиды, интерметаллиды). Влияние легирующих элементов на полиморфизм, свойства феррита и аустенита, на превращения при закалке и отпуске стали. Классификация и маркировка легированных сталей. Требования, предъявляемые к конструкционным сталям. Цементуемые, улучшаемые, рессорнопружинные и строительные конструкционные сталиИх. маркировка, область применения, термическая обработка, структура и свойства после термообработки. Шарикоподшипниковые стали, их упрочнение. Высокомарганцевые износостойкие стали, область их применения, упрочнение. Коррозионно-стойкие стали (хромистые, хромоникелевые). Жаростойкие и жаропрочные стали.

Научитесь по марке легированной стали определять ее химсостав и группу сталей, в которую она входит (по назначению, качеству выплавки и т. д.). Разберитесь, как влияют легирующие элементы на равновесную структуру стали. Выясните, каким образом одна группа легирующих элементов увеличивает на равновесной диаграмме «железо – цементит» область существования фазы – Fe, а другая группа расширяет область – Fe и какое практическое значение это имеет.

8

Рассмотрите, как различные легирующие элементы взаимодействуют с углеродом стали. Разберитесь в структурной классификации легированных сталей в нормализованном состоянии. Изучая влияние легирования на процессы термообработки стали, особое внимание обратите на то, как эти элементы влияют на процесс распада переохлаж-

Сденного аустенита. Сильно тормозя его распад, все легирующие элементы (кроме кобальта) сильно снижают критическую скорость закалки, благодаря чему значительно увеличивается прокаливаемость стали.

ропрочностиПри зучен жаропрочных сталей обратите внимание на поведение эт х сталей в условиях нагружения при повышенных темпера-

турах. Выясн те сущность явления ползучести и характеристики жа-

.

Изуч бАте спец альные стали и сплавы, обладающие особыми физическ ми свойствами – магнитные, с заданными коэффициентами теплового расш рен я, упругости и электрическим сопротивлением.

1.1.7. Цветные металлы и сплавы

Алюминий и его сплавы. Деформируемые, не упрочняемые термообработкой алюминиевые сплавы. Термоо работка алюминиевых сплавов. Медь и ее сплавы. Латуни и ронзы, их маркировка, область применения, упрочнение, структура и свойства. Титан и его сплавы, их маркировка, область применения, упрочнение, структура и свойства. ВлияниеДкислорода, азота, углерода и водорода на свойства титановых сплавов.

Необходимо отметить основное преимущество алюминиевых сплавов, обусловленное их высокой удельной прочностью. Ознакомьтесь с классификацией алюминиевых сплавовИ, применяемых в качестве конструкционных материалов. Рассматривая алюминиевые деформируемые сплавы, упрочняемые термообработкой, разберитесь в основах теории старения этих сплавов. Изучите классификацию медных сплавов и научитесь определять химсостав этих сплавов по их маркам. Разберитесь, какими главными легирующими элементами отличаются латуни и бронзы, укажите характерные свойства и области применения этих сплавов.

Цинк, олово, свинец и их сплавы.

Основное внимание обратите на области применения этих сплавов. Укажите, каким должно быть строение антифрикционных спла-

9

вов в связи с предъявленными к ним требованиями. Выясните требования, предъявляемые к припоям, приведите их состав, свойства и назначение.

При изучении титановых сплавов обратите внимание на их высокую удельную прочность и хорошую коррозионную стойкость. Ознакомьтесь с классификацией титановых сплавов в зависимости от

СОбрат те вн ман е на принципиальное отличие композиционного матер ала от звестных некомпозиционных материалов. Оно за-

технологии производства и их свойств.

1.2. Композиционные материалы

Укажитекоторыми не может о ладать ни один из компонентов в отдельности. свойства композитов в зависимости от вида матрицы, а так-

ключается в сочетан разноо разных материалов с четкой границей

бА стмассы. Д

раздела между н ми. В связи с этим композиты обладают свойствами,

же от формы, размеров и взаимного расположения наполнителя. Выясните возможные о ласти использования этих материалов.

1.3. Пластмассы, резины

Термопластичные пластмассы, полярные термопласты, термореактивные пластмассы, пластмассы с порошковыми наполнителями, газонаполненные пла-

При изучении этого раздела необходимо учесть, что пластмассы

– это искусственные материалы, созданные на основе высокомолекулярных полимерных связующих веществ, являющихсяИобязательными компонентами пластмасс. В то время как простые пластмассы могут состоять из одних полимеров, в состав сложных пластмасс входят дополнительно различные добавки: наполнители, пластификаторы, красители, отвердители, катализаторы и другие вещества. Разберитесь, с какими целями в состав сложных пластмасс вводятся перечисленные компоненты. Ознакомьтесь с классификацией пластмасс. зучите содержащиеся в программе курса группы пластмасс, их свойства и область применения.

Резина отличается от других материалов высокими эластичными свойствами, что обусловлено свойствами основы резины – каучука. Уясните состав резины, способы получения, влияние добавок на ее

10