Материалы для подготовки к тестированию

1. Кристаллическое строение металлов

Типы решеток: ОЦК, ГЦК, ГПУ; для цементита –орторомбическая.

Коэрцитивное число показывает плотность атомов в решетке. Оно обозначается буквой К.

Для ОЦК-К=8, ГЦК- К=12, ГПУ-К=12.

Полиморфизм -изменение типа решетки при нагреве или охлаждении.

Изотропность - свойства по всем направлениям одинаковы.

Анизотропность - по разным направлениям различны.

1. Двойные диаграммы равновесия сплавов

Фазы в диаграмме – жидкая, твердый раствор, химическое соединение, чистый компонент.

Структура – количественное и качественное распределение фаз в объеме сплава.

Эвтектика – физико-механическая смесь, образующаяся при одновременной кристаллизации двух фаз из жидкого расплава.

Эвтектоид - физико-механическая смесь, образующаяся при распаде твердой фазы (твердого раствора).

Степень свободы системы(сплава) – С. Если в области диаграммы одна фаза С=2, две фазы – С=1, три фазы – С=0 (на горизонтальной линии в диаграмме).

Правило отрезков позволяет определить химический состав фазы и ее количество.

1. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов

Содержание углерода в сталях до 2,14%, в чугунах более 2,14%.

И стали и чугуны при комнатной температуре состоят из двух фаз: феррита и цементита.

Фазы в сталях и чугунах: феррит- твердый раствор, который содержит до 0,02% углерода; аустенит – твердый раствор, который содержит до 2,14% углерода; цементит-хим.соединение (карбид железа), который содержит 6,67% углерода.

Эвтектика - ледебурит(перлит+цементит) содержит 4,3% углерода.

Эвтектоид – перлит(феррит+цементит) содержит 0,8% углерода.

Доэвтектоидные стали состоят из феррита и перлита и содержат до 0,8% углерода.

Эвтектоидные стали состоят и перлита и содержат 0,8% углерода,

Заэвтектоидные стали состоят и перлита и цементита и содержат более 0,8% углерода.

Белые чугуны не содержат углерода в виде графита. Весь углерод в них находится в цементите. Структуры белых чугунов: доэвтектический чугун содержит до 4,3% углерода и состоит из перлита, ледебурита и цементита; эвтектический чугун содержит 4,3% углерода и состоит из ледебурита; заэвтектический чугун содержит более4,3% углерода и состоит из ледебурита и цементита.

1. Стали

По назначению стали делятся на:

а ) цементуемые - содержат до 0,35% углерода; подвергаются цементации (насыщению поверхности углеродом до 1%) затее идет термообработка (закалка + низкий отпуск); конечная структура – мартенсит отпуска.

б) улучшаемые – содержат 0.4 – 0,5% углерода; затем улучшение (закалка+высокий отпуск); конечная структура - сорбит отпуска.

в ) пружинно-рессорные – содержат 0,55 – 0,65% углерода; термообработка – (закалка + средний отпуск); конечная структура троостит отпуска.

г ) инструментальные – содержат 0,8 – 1,2% углерода; термообработка – (неполная закалка + низкий отпуск); конечная структура – мартенсит отпуска и цементит.

По химическому составу стали бывают углеродистые и легированные.

По качеству (качество определяется количеством вредных примесей – серы и фосфора) стали делятся на:

а) обыкновенного качества; марки Ст 1 сп, Ст 3 пс;

б) качественные; марки Сталь 30, У8, 9ХС;

в) высококачественные; марки Сталь 30А, У8А, 9ХСА.

1. Чугуны

Состоят из металлической основы (ферритной, феррито-перлитной, перлитной) и графита разной формы.

Серый чугун содержит пластинчатый графит; марка СЧ 20;

Высокопрочный чугун содержит сферический графит; марка ВЧ 45-12;

Ковкий чугун содержит хлопьевидный графит; марка КЧ 30-6.

Самая прочная металлическая основа – перлит.

Самый прочный чугун – высокопрочный.

1. Термообработка стали

Виды термообработки: закалка – быстрое охлаждение в воде(углеродистые стали) или в масле(легированные стали; отжиг – охлаждение с печью; нормализация – охлаждение на спокойном воздухе; отпуск – охлаждение на воздухе.

Виды закалки:

а) полная закалка проводится для доэвтектоидных сталей; температура закалки А_С3 + (30-50^оС);

б) неполная закалка – для эвтектоидных и заэвтектоидных сталей; температура закалки А_С1 + (30-50^оС).

А_С3 – линия GS диаграммы железо-цементит.

А_С1 – линия PSK диаграммы железо-цементит.

После закалки получается неравновесная структура – мартенсит закалки.

Виды отпуска:

а) низкий отпуск – нагрев до 250^оС; проводится для инструментальных и цементуемых сталей; структура после отпуска – мартенсит отпуска;

б) средний отпуск – нагрев до 450^оС; проводится для пружин и рессор; структура после отпуска - троостит отпуска;

в) высокий отпуск – нагрев до 600^оС; проводится для улучшаемых сталей; структура после отпуска – сорбит отпуска.

Сорбит и троостит состоят из феррита и цементита разной степени измельчения (у троостита частицы мельче, чем у сорбита) и имеют зернистую форму.

Закаливаемость – способность стали принимать закалку т.е. приобретать в результате закалки высокую твердость.

Прокаливаемость – глубина проникновения закаленной зоны.

Виды отжига:

а) Отжиг первого рода- диффузионный(для устранения химической неоднородности, т.е. ликвации; рекристаллизационный (для устранения наклепа т. е. упрочнения в результате холодной пластической деформации); для снятия напряжений, возникающих в результате литья, сварки;

б) Отжиг второго рода – полный отжиг для доэвтектоидной стали; неполный отжиг для заэвтектоидной стали; изотермический для отжига легированных сталей.

1. Химико- термическая обработка стали

Химико-термическая обработка – процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали различными элементами. Разновидности химико-термической обработки:

- Цементация – насыщение углеродом в соответствующей среде- карбюризаторе.

- Азотирование – насыщение азотом используется для легированных талей типа 38ХМЮ.

- Нитроцементация – насыщение азотом и углеродом в газовой среде.

- Цианирование – насыщение азотом и углеродом в жидкостной среде (в расплаве цианистых солей).

- Борирование – насыщение поверхности бором для повышения износостойкости.

- Силицирование – насыщение поверхности кремнием для повышения сопротивления окислению.

- Диффузионное насыщение металлами – хромирование, никелирование, алитирование.

1. Стали специального назначения

Инструментальные стали

а) Углеродистые – У8 –У12 (0,8-1,2%С).

б) Легированные – 9ХС, ХВГ.

в) Быстрорежущие – Р18, Р6М5.

г) Штампы холодного деформирования – Х12Ф1, 7ХГ2ВМ,

д) Штампы горячего деформирования – 5ХНМ, 5ХНВ.

е) Твердые сплавы – ВК8, Т15К6, ТТК7.

Коррозионно-стойкие стали

Содержат более 12%Х и около 14%: Х13, 20Х18Н9Т

Износостойкие стали -110Г13Л

1. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами

Магнитные стали и сплавы

Магнитно-твердые стали и сплавы предназначены для изготовления постоянных магнитов и имеют высокую коэрцитивную силу:

а) высокоуглеродистые стали с 1%С, легированные хромом – ЕХ3, ЕХ5К5;

б) литые высококоэрцитивные сплавы типа ЮНДК.

Магнитно – мягкие стали (электротехническая сталь) для изготовления магнитопроводов постоянного и переменного тока, обладают высокой магнитной проницаемостью и низкой коэрцитивной силой; широко используют низкоуглеродистые высококремнистые стали.

Стали и сплавы для нагревательных элементов: фехраль – Х13Ю4, хромель – 0Х23Ю5; сплавы на никелевой основе – нихромы Х20Н80.

Сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения – инвар 36Н имеет минимальный коэффициент линейного расширения при температурах от +100^оС до -100^оС; ковар 29НК – для впаивания в стекло.

1. Алюминий и его сплавы

Алюминий – особой чистоты А999, высокой чистоты – А995, А99, технически чистый – А85,А8,А7.

Деформируемые алюминиевые сплавы

а) сплавы алюминий-магний-кремний (авиали) АД31, АВ;

б) коррозионно-стойкие славы АМг (алюминий –магний), АМц (алюминий марганец) – не упрочняются термообработкой;

в) дуралюмины Д16 – термически упрочняемые(закалка + старение);

г) ковочные сплавы АК4,АК6;

д) высокопрочный сплав В95.

Литейные алюминевые сплавы

Силумины (с кремнием) АК5, АМ5 (с медью)

1. Медь и ее сплавы

Медь – М00 – высокочистая, М0 – чистая, М1,М2,М3 – технически чистая.

Бронза:

Литейная – БрО5Ц5С5; деформируемая – БрОЦС5-5-5; бериллиевая бронза БрБ2 используется для изготовления пружин.

Латунь (сплавы медно-цинковые):

Не легированная латунь – Л70 (70%меди и 30% цинка).

Деформируемая легированная латунь – ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5.

Литейная легированная латунь – ЛЦ23А6Ж3Мц2.

«Автоматная» латунь – ЛС59-1 для обработки резанием на станках – автоматах.

«Морская» латунь – ЛО62-1,ЛО70-1 обладает коррозионной стойкостью в морской воде.

1. Титан и сплавы на его основе

Титан изготавливают двух марок: ВТ1-00 и ВТ1-0.

Промышленные сплавы титана: ВТ5, ВТ6 (5 и 6% алюминия) обладают коррозионной стойкостью и теплостойкостью.

1. Магний и сплавы на его основе

Магний – выпускается трех марок МГ90 (самый чистый), МГ95, МГ96.

Сплавы магния обладают малой плотностью, хорошо гасят вибрацию и плохо сопротивляются коррозии.

Литейные сплавы – МЛ5,МЛ6,МЛ10.

Деформируемые сплавы - МА1.МА14.