Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Начертите диаграмму железо-цементит, укажите структуры во всех областях диаграммы и значение всех критических точек и линий диаграммы.
Основными компонентами, от которых зависит структура и свойства железоуглеродистых сплавов, являются железо и углерод. Чистое железо - металл серебристо-белого цвета; температура плавления 1539°С. Железо имеет две полиморфные модификации: α и γ. Модификация α существует при температурах ниже 911°С и выше 1392°С; γ-железо - при 911-1392°С. 1. Феррит (Ф) - твердый раствор внедрения углерода в α-железе. Растворимость углерода в α-железе при комнатной температуре до 0,005%; наибольшая растворимость - 0,02% при 727°С. Феррит имеет незначительную твердость (НВ 80-100) и прочность (σв=250 МПа), но высокую пластичность (δ=50%; φ=80%). 2. Аустенит (А) - твердый раствор внедрения углерода в γ-железе. В железоуглеродистых сплавах он может существовать только при высоких температурах. Предельная растворимость углерода в γ-железе 2,14% при температуре 1147°С и 0,8% - при 727°С. Эта температура является нижней границей устойчивого существования аустенита в железоуглеродистых сплавах. Аустенит имеет твердость НВ 160-200 и весьма пластичен (δ=40-50%). 3. Цементит (Ц) - химическое соединение железа с углеродом (карбид железа Fe3C). В цементите содержится 6,67% углерода. Температура плавления цементита около 1600°С. Он очень тверд (НВ~800), хрупок и практически не обладает пластичностью. Цементит неустойчив и в определенных условиях распадается, выделяя свободный углерод в виде графита по реакции Fe3C→3Fe+C. 4. Графит - это свободный углерод, мягок (НВ 3) и обладает низкой прочностью. В чугунах и графитизированной стали содержится в виде включений различных форм (пластинчатой, шаровидной и др.). С изменением формы графитовых включений меняются механические и технологические свойства сплава. 5. Перлит (П) - механическая смесь (эвтектоид, т. е. подобный эвтектике, но образующийся из твердой фазы) феррита и цементита, содержащая 0,8% углерода. Перлит может быть пластинчатым и зернистым (глобулярным), что зависит от формы цементита (пластинки или зерна) и определяет механические свойства перлита. При комнатной температуре зернистый перлит имеет предел прочности σв=800 МПа; относительное удлинение δ=15%; твердость НВ 160. Перлит образуется следующим образом. Пластинка (глобуль) цементита начинает расти или от границы зерна аустенита, или центром кристаллизации является неметаллическое включение. При этом соседние области обедняются углеродом и в них образуется феррит. Этот процесс приводит к образованию зерна перлита, состоящего из параллельных пластинок или глобулей цементита и феррита. Чем грубее и крупнее выделения цементита, тем хуже механические свойства перлита.
6. Ледебурит (Л) - механическая смесь (эвтектика) аустенита и цементита, содержащая 4,3% углерода. Ледебурит образуется при затвердевании жидкого расплава при 1147°С. Ледебурит имеет твердость НВ 600-700 и большую хрупкость. Поскольку при температуре 727°С аустенит превращается в перлит, то это превращение охватывает и аустенит, входящий в состав ледебурита. Вследствие этого при температуре ниже 727°С ледебурит представляет собой уже не смесь аустенита с цементом, а смесь перлита с цементитом.
Вторичная кристаллизация (превращение в твердом состоянии) происходит при температурах, соответствующих линиям GSE, PSK и GPQ. Превращения в твердом состоянии происходят вследствие перехода железа из одной аллотропической модификации в другую (γ в α) и в связи с изменением растворимости углерода в аустените и феррите. С понижением температуры растворимость уменьшается. Избыток углерода выделяется из твердых растворов в виде цементита. В области диаграммы AGSE находится аустенит. При охлаждении сплавов аустенит распадается с выделением феррита при температурах, соответствующих линий GS, и цементита, называемого вторичным, при температурах, соответствующих линии SE. Вторичным называют цементит, выделяющийся из твердого раствора аустенита, в отличие от первичного цементита, выделяющегося из жидкого расплава. В области диаграммы GSP находится смесь феррита и распадающегося аустенита. Ниже линии GP существует только феррит. При дальнейшем охлаждении до температур, соответствующих линии PQ, из феррита выделяется цементит (третичный). Линия PQ показывает, что с понижением температуры растворимость углерода в феррите уменьшается от 0,02% при 727°С до 0,005% при комнатной температуре. В точке S при содержании 0,8% углерода и температуре 727°С весь аустенит распадается и превращается в механическую смесь феррита и цементита - перлит. Сталь, содержащую 0,8% углерода, называют эвтектоидной. Стали, содержащие от 0,02 до 0,8% углерода, называют доэвтектоидными, а от 0,8 до 2,14% углерода -заэвтектоидными. При температурах, соответствующих линии PSK, происходит распад аустенита, оставшегося в любом сплаве системы, с образованием перлита, представляющего собой механическую смесь феррита и цементита. Линию PSK называют линией перлитного превращения. При температурах, соответствующих линии SE, аустенит насыщен углеродом, и при понижении температуры из него выделяется избыточный углерод в виде цементита (вторичного).
По достижении температуры 727°С (линия PSK) аустенит, обедненный углеродом до эвтектоидного состава (0,8% углерода), превращается в перлит. После окончательного охлаждения доэвтектические белые чугуны состоят из перлита, ледебурита (перлит+цементит) и цементита (вторичного). Чем больше в структуре такого чугуна углерода, тем меньше в нем перлита и больше ледебурита. Белый эвтектический чугун (4,3% углерода) при температурах ниже 727°С состоит только из ледебурита. Белый заэвтектический чугун, содержащий более 4,3% углерода, после окончательного охлаждения состоит из цементита (первичного) и ледебурита. Следует отметить, что при охлаждении ледебурита ниже линии PSK входящий в него аустенит превращается в перлит, т. е. ледебурит при комнатной температуре представляет собой уже смесь цементита и перлита. При этом цементит образует сплошную матрицу, в которой размещены колонии перлита. Такое строение ледебурита является причиной его большой твердости (НВ>600) и хрупкости. Диаграмма состояния железо-цементит имеет большое практическое значение. Ее применяют для определения тепловых режимов термической обработки и горячей обработки давлением (ковка, горячая штамповка, прокатка) железоуглеродистых сплавов. Ее используют также в литейном производстве для определения температуры плавления, чтo необходимо для назначения режима заливки жидкого железоуглеродистого сплава в литейные формы.
93. Опишите нержавеющие хромистые стали. Укажите их марки, состав, цель термической обработки и область применения. Углеродистые и низколегированные стали практически беззащитны против коррозии в атмосфере, в воде и большинстве других сред. Они покрываются пленкой окислов, которая не обладает достаточной плотностью и герметичностью для защиты стали от химического воздействия окружающей среды. Вместе с тем, известно, что некоторые легирующие элементы повышают устойчивость стали против коррозии. К таким элементам в первую очередь относятся хром и никель.
При добавлении к стали хрома менее 12 % ее коррозионная стойкость не повышается: она остается на уровне обыкновенных углеродистых сталей. Однако введение в сталь хрома в количестве более 12 % делает ее стойкой к коррозии в атмосфере и в большинстве других промышленных средах. Стали с содержанием хрома более 12 % называют коррозионностойкими или, как часто их называют, нержавеющими. Три типа хромистых нержавеющих сталей Применяют три типа хромистых сталей: с номинальным содержанием хрома 13, 17 и 25-28 %. Состав основных химических элементов хромистых сталей по ГОСТ 5632-72 представлен в таблице 1. Таблица 1 — Состав основных химических элементов хромистых коррозионностойких сталей по ГОСТ 5632-72 Хромистые стали в зависимости от содержания углерода могут относиться к различным структурным классам: ферритному, мартенситному и смешанному — феррито-мартенситному. Принадлежность к тому или иному классу определяется диаграммой тройной системы железо-углерод-хром. Стали с номинальным содержанием хрома 17, 25 и 28 % – 12Х17, 08Х17Т, 15Х25Т и 15Х28 – относятся к сталям ферритного класса. Их структурой является феррит и они не имеют фазовых превращений. У сталей с содержанием хрома 12-14 % все немного сложнее. Они нестабильны по свойствам и небольшие отклонения в химическом составе переводят сталь из одного класса в другой. Так, сталь 08Х13 при минимальном содержании углерода и максимальном хрома является ферритной, а при минимальном содержании хрома имеет гамма-альфа превращение. Охлаждение сталей 20Х13, 30Х13 и 40Х13 на воздухе приводит к образованию в них мартенсита. Твердость мартенсита повышается с увеличением содержания углерода, а также температуры нагрева под закалку, от которой зависит степень растворения карбидов в аустените. Термическая обработка хромистых нержавеющих сталей Термическая обработка хромистых сталей может быть различной в зависимости от преследуемой цели, класса стали и ее химического состава. Обычно применяемые режимы термической обработки хромистых нержавеющих сталей представлены в таблице 2.
Таблица 2 — Типичные режимы термической обработки хромистых нержавеющих сталей и их механические свойства
Стали типа Х13 Стали с 13 % хрома — 08Х13, 12Х13, 20Х13, 30Х13 и 40Х13 — являются наиболее распространенными и дешевыми нержавеющими сталями. Их применяют и для кухонной утвари, и в технике. Стали с низким содержанием углерода 08Х13 и 12Х13 имеют высокую пластичность и из них штампуют различные детали. Стали 20Х13, 30Х13 и 40Х13 имеют высокую твердость и повышенную прочность — из них изготавливают детали повышенной прочности и износоустойчивости при высокой коррозионной стойкости. Из них изготавливают различный инструмент, в том числе, хирургический, а также подшипники, пружины и другие детали для работы в активной коррозионной среде.
Стали типа Х17 Стали с 17 % — 12Х17, 08Х17Т и 14Х17Н2 — хрома обладают более высокой коррозионной стойкостью. Благодаря более высокому содержанию хрома эти стали применяют и как жаростойкие (окалиностойкие) при рабочих температурах до 900 °С. Стали типа Х25-Х28 Стали 15Х25Т и 15Х28 применяют для деталей печей, например, муфелей и чехлов термопар, для работы при температурах от 1050 до 1150 °С. Проблемы ферритных нержавеющих сталей Большим недостатком нержавеющих сталей ферритного класса является их склонность к крупнозернистости при перегреве, которая не устраняется термической обработкой — эти стали не имеют фазовых превращений. Крупнозернистость создает повышенную хрупкость стали с переходом порога хладноломкости в область положительных температур.
139. Выберите и обоснуйте выбор марки сплавов для следующих деталей: а) рессоры; б) выпускного клапана двигателя внутреннего сгорания; в) нагруженной детали из алюминиевого сплава. а) марки сплавов для рессоры Сталь качественная рессорно-пружинистая горячекатанная (ГОСТы 4543,2032) железо 0,300 [c.589] В зависимости от свойств и способов выплавки сталь делится на сорта и группы рядовая мартеновская, рядовая бессемеровская, качественная, высококачественная, инструментальная, низколегированная, легированная, нержавеющая, кислотоупорная, трансформаторная, динамная, рессорная, шарикоподшипниковая и др. Каждый сорт п группа подразделяются на марки, число к-рых в СССР превышает 800. [c.447] Первым из этих металлов начали применять ванадий (в виде феррованадия) для улучшения свойств специальных сталей — рессорных, пружинных и инструментальных. Извлекая из стали кислород, азот и растворенный водород, ванадий значительно улучшает свойства [c.98] Ограничение ГОСТ 1050—60). — Взамен ОН 22—142—68 22 159.3—71 Сталь рессорно-пружинная. Марки. (Ограничение ГОСТ [c.23] Бериллий, образуя сплавы со многими металлами, придает им твердость, прочность, жаростойкость и коррозионную устойчивость. Сплавы меди с 1—3% Ве, называемые бериллиевыми бронзами, при старении становятся прочнее. Они в 2 раза тверже нержавеющей стали, не искрят при ударе, в 2,5 раза быстрее, чем сталь, проводят звук. Поэтому из них делают пресс-формы, ударные наконечники шахтерских молотков, гонги, музыкальные трубы, подшипники, пружины, шестерни. Сталь с добавкой 1% Ве сохраняет упругость при температурах красного каления и называется рессорной сталью. Легкие, прочные и жаростойкие спл шы бериллия на основе алюминия, магния или титана применяют в авиа- и ракетостроении. [c.400] Ванадий получил широкое применение в производстве разнообразных сортов стали конструкционных, рессорных, пружинных, инструментальных. Содержание ванадия в конструкционных сталях колеблется в пределах 0,10--0,15% в низколегированных инструментальных сталях 0,15—0,65%, а в быстрорежущих 0,5—2,5%. [c.616] http://chem21.info/info/1183919/ б) марки сплавов для клапана двигателя внутреннего сгорания Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Предложены клапан двигателя внутреннего сгорания, способ его изготовления и жаропрочный титановый сплав, содержащий следующие компоненты, мас.%: алюминий 7,5-12,5, молибден 1,6-2,6, цирконий 1,4-2,4, кремний 0,1-0,2, иттрий 0,05-0,1, титан остальное и имеющий α+α2+β - фазовый состав с интерметаллидной α2-фазой на основе соединения Ti3Al, дисперсно распределенной в α-фазе. Предложенный способ включает формирование из цилиндрической заготовки клапана путем деформационной обработки с предварительным нагревом и последующей термообработки, при этом предварительный нагрев части заготовки, относящейся к стержню, проводят до температуры на 5-20°С ниже температуры полного полиморфного превращения сплава, а ее деформационную обработку осуществляют путем клиновой поперечной прокатки, деформационную обработку части заготовки, относящейся к головке, проводят штамповкой с ее предварительным нагревом до температуры на 5-50°С выше температуры полного полиморфного превращения сплава, соответствующей началу штамповки, а окончание штамповки проводят при температуре ниже температуры полного полиморфного превращения сплава, формируя головку клапана тарельчатой формы и участок перехода, обеспечивающий плавное сопряжение головки со стержнем. Техническим результатом изобретения является разработка клапана, способа его изготовления и жаропрочного титанового сплава, позволяющих обеспечить работу клапана в диапазоне рабочих температур, за счет повышения длительной прочности и сопротивления ползучести материала головки клапана и повышения прочности, модуля упругости и твердости материала стержня клапана. 3 с. и 12 з.п. ф-лы, 15 ил., 3 табл.
Область техники. Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к двигателестроению, и может использоваться в поршневых двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Предшествующий уровень техники. На протяжении длительного периода развития ДВС различного назначения и с учетом опыта их эксплуатации отработаны конструкции, материалы и методы термоупрочнения для впускных и выпускных клапанов, которые в основном обеспечивают надежность и долговечность эксплуатации двигателей. В качестве материалов для изготовления клапанов ДВС обычно применяют специальные марки сталей. Однако при изготовлении клапанов из сталей, имеющих высокую плотность (ρ=7,63...8,0 г/см3), масса клапанов получается значительной, что является отрицательным фактором для клапанных механизмов современных быстроходных двигателей, работающих с высокими скоростями и ускорениями. Высокие инерционные нагрузки, обусловленные массой клапанов, приводят к появлению повышенных нагрузок в звеньях механизмов привода клапанов, значительным ударным нагрузкам при посадке клапанов в седла. Это, в свою очередь, вызывает снижение надежности и безотказности механизма газораспределения и двигателя в целом. Из общего числа отказов бензиновых двигателей на механизм газораспределения приходится до 45% отказов, причем основная их доля связана с дефектами выпускных клапанов. Масса клапанов является одним из ограничивающих факторов при создании высокофорсированных по частоте вращения двигателей специального исполнения и двигателей спортивных автомобилей. Клапаны поршневых ДВС (особенно выпускные) работают в условиях повышенных тепловых нагрузок. Так, с учетом многообразия производимых поршневых ДВС: стационарных, транспортных (судовые, тепловозные, тракторные, авиационные, автомобильные, мотоциклетных) и специального исполнения, установившиеся температуры в центре головок клапанов составляют для впускных клапанов 500...650°С, для выпускных - 650...900°С (см. фиг.14 и 15). При этом в зоне перехода от головки клапана к стержню возникают большие перепады температур, достигающие 200-300°С в осевом направлении. В самой головке клапана перепады температур достигают 150-200°С в радиальном направлении. Это обуславливает высокий уровень температурных напряжений в головке клапана и в зоне перехода и ускоренное разрушение клапанов (см. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. А.С.Орлина, М.Г.Круглова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984, стр.247-250, 258. / Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Конструкция автомобильных и тракторных двигателей. М.: Высшая школа, 1986, стр.115-119).
http://www.findpatent.ru/patent/224/2244135.html в) марки сплавов для нагруженной детали из алюминиевого сплава.
http://www.splav-kharkov.com/choose_mat.php?class_id=86
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; просмотров: 1406; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 13.59.122.162 (0.028 с.) |