Мартенситное превращение и его особенности. Строение и свойства мартенсита. Влияние углерода и легирующих элементов на положение точек Мн и Мк

М-упорядоченный пересыщенный углеродом ТВ. Р-р внедрения углерода в альфа железо(феррит). М- решётка тетрагональная.

Механизм: бездиффузионный. Смещение атомов на расстояния, не превышающие межатомные. М имеет больший удельный объём по сравнению с А, поэтому в процессе роста мартенситного кристалла увеличиваются упругие напряжения, что приводит к пластической деформации. Первые иглы м имеют длину, соответственную поперечному размеру исходного зерна аустенита. Иглы под углом 60 или 120.

Мартенситное превращение при непрерывном охлаждении А и ниже температуры Мн. Окончание при Мк.

Остаточный А.- М превращение не идёт до конца. Между иглами М зажат А (1..3%). Кол-во его влияет на положение Мн и Мк.

При сод. С более 0,6 Мк смещается ниже 0. Чем больше в стали С и ЛЭ, тем ниже Мк, значит больше Аост.

М-высокая твёрдость и хрупкость.

Виды и назначение отпуска

Отпуск заключается в нагреве закаленной стали до тем-ры ниже Ас1,выдерже при заданной тем-ре и послед охлаждении с определенной скоростью. Основан на превращениях М и Аост при нагреве.

Вид отпуска: низкий отпуск- Т 150-180С, сниж-ся закалочные напряжения, Мзак=>Мотп, улучшается вязкость без заметного снижения прочности и твердости. Средний отпуск – Т 350-500С, структура стали после среднего отпуска- Т отп, обеспечивает высокий предел упругости, выносливости, релаксационной стойкости. Высокий отпуск – Т 500-680С, структура – С отп, обладает повышенной ударной вязкостью.

Сплавы на основе меди. Маркировка, свойства, назначение.

Медные сплавы обладают высокими механическими и техническими свойствами, хорошо сопротивляются износу и коррозии.

1) латуни – сплавы меди с цинком. Маркируются буквой Л и числом, показ-м содержание меди(Л68 содержит 68% Cu и 32%Zn)В марках многокомпонентных латуней содержатся буквенные обозначения элементов, числа показывают содерж меди и каждого послед элемента(ЛАН59-3-2 содержит 59%Cu, 3%- Al,2%- Ni, Zn-остальное)

фазы Cu-Zn:α- твердый раствор цинка в меди, предельная растворимость 39% Zn, β’- упорядоченный твердый раствор меди на основе электронного соединения CuZn, существующий при темп ниже 454 С. β- упорядоченный твердый раствор меди на основе CuZn, существующий при темп выше 454 С.Практическое применение имеют латуни, содержащие до 45% Zn, сплавы с большей концентрацией цинка обладают пониженной прочностью и пластичностью. Легирующие элементы увеличивают прочность, но уменьшают пластичность.

2) Бронзы- сплавы на основе меди с различными элементами: оловом, алюминием, цинком, хромом, кадмием, бериллием. Маркировка: БрОЦС6-6-3 содержит 6% Sn, 6% Zn,3% Pb, остальное- Cu. оловянные бронзы: Фазы: а)α-твердый раствор олова в меди б) Хим соединения Cu₅Sn, Cu₃Sn, Cu₃₁Sn₈ Практическое значение имеют сплавы, содержащие до 10-12 % Sn.

Подобрать материал для выпускных клапанов ДВС и агрессивных сред.

10Х18Н12Т или 08Х15Н24В4ТР Легирующие элементы обеспечивает стабильность аустенитной структуры. Обработка: закалка в воде или на воздухе.

№8

Чугуны. Виды чугунов. Высокопрочные чугуны, их состав, структура, строение. Маркировка. Свойства и применение.

чугуны:-серый (литейный) 2,4-3,8% С;-ковкий 2,5-3% С;-высокопрочный

Высокопрочный чугун:его состав,с пособ получения,структура,св-ва,маркировка.

С и Mg(0.03…0.06%) Способ получения-получают методом литья с использованием модифицирования.Модификатором является магний,который вводят в жидкий чугун.В процессе кристаллизации магний прекращает рост графита,придавая ему шаровидную форму,что явл особенностью структуры высокопрочного чугуна.. Структура и св-ва:шаровиднй графит снижает мех св-ва металлической основы чугуна.Такие чугуны обладают высокой прочностью и некоторой пластичностью,хорошо обрабат резанием,высокую износостойкость,способность гасить вибрации Маркировка:ВЧ50- высокопрочный чугун с пределом прочности 500 М23.Легирующие элементы в сталях.Фазы в легированных сталях.Влияние легирующих элементов на механические свойства. Легирующими назыв элементы,целенаправленно добавляемые в сталь для получения требуемых свв(хром,никель,марганец,кремний,молибден,вольфрам,ванадий,титан,кобальт алюминий).Фазы: легированный феррит-твердый раствор углерода и легир элементов в α железе.; легированный аустенит-твердый раствор углерода и легир эл-ов в γ железе Feγ (C,Ni);легированный цементит-хим соединение железа с углеродом, в котором часть атомов железа замещена атомами легир элемента (Fe,Cr)3C;карбиды-хим соединение легир эл-ов с углеродом: интерметалиды-хим соединение между металлами.

Влияние легирующих элементов на св-ва стали: повышают прочность, снижают пластичность, ударную вязкость, трещиностойкость, повышение порога хлодоломкости. Исключ легир никелем,он повыш пластичность и ударную вязкость, сниж порог хладоломкости и умен чувствительность стали к концетраторам напряжений. Карбидообразующие эл-ты способствубт измельчению зерна,что повыш комплекс меъх св-в.Легир эл-ты,замедляя диф процессы повышают теплостойкость, некоторые эл-ты дают получение абс новых св-в(жаропрочность,сопр коррозии(Cr))

Зерно аустенита в стали. Начальное, наследственное и действительное зерно. Перегрев и пережог.

Зародыши аустенита при нагреве выше А_с1 образуются на границах раздела Ф – Ц и образуются путём сдвиговой перестройки кристаллических решёток ТВ растворов. Первичные зародыши А, образовавшиеся при мин перегреве выше А_с1, образуют начальное зерно А. Рост зерна:

1)Начальное зерно всегда мелкое. Чем выше скорость нагрева, тем мельче нач зерно А, т.к. скорость образовавшихся зародышей выше скорости их роста.2)При нагреве зерно растет. Повышение температуры вызывает рост зерен, т.к. при этом уменьшается энергия Гиббса за счет сокращения поверхности зерен. Зерно, образующееся в стали при данной температуре нагрева наз-ся действительным. 3) При последующем охл размер действит зерна сохраняется независимо от протекающих фазовых превращений.

Размер действительного зерна зависит от темп нагрева, вр выдержки, наследственности. Наследственность- склонность стали к росту зерна. Стали м.б. наследственно крупнозернистыми и насл мелкозернистыми. Наследственное зерно опред-ся стандартным методом при темп=930°С.

Перегрев стали- нагрев до температур, значительно превышающих температуры фазовых превращений или продолжительная выдержка при темп нагрева, что приводит к получению крупнозернистой стр-ры. Пережог- нагрев выше температуры, вызывающей перегрев и окислительная атмосфера.

-При последующем охлаждении размер действительного зерна сохраняется

3 .Отпуск стали. Процессы протекающие при отпуске.

Заключается в нагреве закаленной стали до тем-ры ниже Ас1,выдерже при заданной тем-ре и послед охлаждении с определенной скоростью.Основан на превращениях М и Аост при нагреве. Вид отпуска: низкий отпуск- Т 150-180С, сниж-ся закалочные напряжения,Мзак=>Мотп, улучшается вязкость без заметного снижения прочности и твердости. Средний отпуск – Т 350-500С, структура стали после среднего отпуска- Т отп, обеспечивает высокий предел упругости,выносливости,релаксационной стойкости. Высокий отпуск – Т 500-680С, структура – С отп, обладает повышенной ударной вязкостью.

Понижение ударной вязости при отпуске наз-ют отпускной хрупкостью. Отпускная хрупкость 1-го рода, Т 250-400С,наблюдается у всех конструкционных сталей. Хрупкость связывают с распадом М,когда карбиды образ-ся преимущественно по границам зерен и охрупчивают сталь.Хрупкость необратима:повторный отпуск не улучшает вязкости,хрупкость устраняется нагревом свыше 400С,снижающим твердость. Отпускная хрупкость 2-го рода – Т 500-550С наблюдается в некоторых легированных сталях.Причина хрупкости – обогащение границ зерен фосфором и др элементами внедрения,что способствует образованию межзеренных трещин. Хрупкость явл-ся обратимой,может быть устранена повтроным отпускомс послед быстрым охл-ем.

Для изготовления траков гусеничных машин выбрана сталь 130Г13Л.Указать состав, определить класс стали и её структуру. Назначить и обосновать режим термической обработки. Объяснить причину высокой износостойкости.

130Г13Л – сталь Гадфильда, содержит1,3%С и 13%Mn, Л- детали получают путем литья.Сталь относится к аустенитному классу, стр-ра после литья А(легированный)+ карбиды. Обработка: закалка в воде- необходимо для растворения избыточных карбидов. Обладает высокой износостойкостью, т.к. под действием больших нагрузок происходит наклеп- самоупрочнение стали.

№9