• Предмет: Материаловедение:Материаловедение
  • Вид работы: Контрольная
  • Год написания: 2014
  • Страниц: 15
  • Цена: 700руб.

11 вариант .

1. Для полиморфных модификаций железа определите координационные числа и рассчитайте коэффициенты укладки. С позиций электронной теории строения металлов объясните физическую природу ферромагнетизма железа.

Существование одного металла (вещества) в нескольких кристал­лических формах носит название полиморфизма, или аллотропии. Различные кристаллические формы одного вещества называются полиморфными, или аллотропическими модификациями.

Ниже 911°С железо существует в форме α (ОЦК); при 911°С объемноцеитрированная решетка Feα переходит в гранецентрнрованную решетку Fγ (ГЦК), которая при 1392°С вновь превращается в объемноцентрнрованную α-решетку (ОЦК) (рис 1). Высокотемпературную α-модификацию иногда обозначают буквой δ.

2. Требуется определить температурный порог хладноломкости металла (сплава). Предложите и опишите совокупность методов исследования для оценки указанного критерия конструктивной прочности.

Многие металлы, имеющие о.ц.к. или г. п. у. кри­сталлические решетки, в зависимости от температуры могут разрушаться как вязко, так и хрупко. Понижение температуры обусловливает переход от вязкого к хрупкому разрушению. Это явление получило название хлад­ноломкость.

По­рог хладноломкости tП.Х. является одним из важных параметров конструктивной прочности металлических материалов. Зная tП.Х. и рабочую темпе­ратуру эксплуатации материала tP, можно оценить его температурный запас вязкости, под которым понимают интервал температур между tП.Х. и tP. Чем больше температурный запас вязкости, тем меньше склонность к охрупчиванию при увеличении скорости нагружения и чувствительность к концентраторам напряжений, т. е. меньше опасность хрупкого разруше­ния.

3. Вычертите диаграмму состояния железо — карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите процессы кристаллизации и превращений в твердом состоянии для сплава, содержащего 0,5 % С, напишите для этих процессов фазовые реакции с указанием составов реагирующих фаз и температурных интервалов превращений, изобразите схему кривой охлаждения заданного сплава и обоснуйте ее вид с применением правила фаз. Какова структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?

Первичная кристаллизация сплавов системы железо-углерод начинается по достижении температур, соответствующих линии ABCD (линии ликвидус), и заканчивается при температурах, образующих линию AHJECF (линию солидус).

При температурах, соответствующих линии ВС, из жидкого раствора кристаллизуется аустенит. В сплавах, содержащих от 4,3 % до 6,67 % углерода, при темпера­турах, соответствующих линии CD, начинают выделяться кристаллы цементита первичного. Цементит, кристал­лизующийся из жидкой фазы, называется первичным. B точке С при температуре 1147°С и концентрации углерода в жидком растворе 4,3 % образуется эвтектика, которая называется ледебуритом. Эвтектическое превращение с образованием ледебурита можно записать формулой ЖР4,3 Л[А2,14+Ц6,67]. Процесс первичной кристаллизации чугунов заканчивается по линии ECF образованием ледебурита.

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8, нанесите на нее кривую режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 50 HRC. Укажите, как этот режим называется, опишите сущность превращения и какая структура получается в данном случае.

В качестве охлаждающей среды при изотермической закалке применяют расплавленные соли или расплавленные щелочи.

5. С помощью диаграммы состояния железо-цементит опишите структурные превращения, происходящие при нагреве стали У12. Укажите критические точки и выберите оптимальный режим нагрева этой стали под закалку. Охарактеризуйте процесс закалки, опишите получаемую структуру и свойства стали.

Диаграмма состояния железо-цементит представлена на рисунке 4.  При  комнатной температуре сталь У12 имеет структуру цементита и перлита. До температуры Аc1 сохраняется исходная структура  при температуре Аc1 происходит превращение перлита в аустенит с содержанием углерода 0,8%  при нагреве выше точки Ас1 происходит растворение цементита в аустените (в соответствии с линией SE). Увеличение температуры выше точки Асm вызывает рост зерна аустенита.

6. В чем преимущества и недостатки поверхностного упрочнения стальных изделий при нагреве токами высокой частоты по сравнению с упрочнением методом цементации? Назовите марки стали, применяемые для этих видов обработки.

Сущность поверхностной закалки состоит в том, что поверхностные слои детали быстро нагреваются выше критических точек и создается неравномерное распределение температуры по телу детали. Если нагрев прервать и провести быстрое охлаждение, то слой металла, нагретый выше АС3, получит полную закалку; слой, нагретый выше АС1, но ниже АС3 получит неполную закалку, а сердцевина нагревается ниже АС1 и не претерпевает никаких превращений при охлаждении.

7. Для изготовления шаберов выбрана сталь Х05. Укажите состав и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте режим термической обработки. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

Сталь Х05 – Инструментальная сталь пониженной прокаливаемости. Ее состав указан в таблице 1.

Таблица 1.– Состав стали Х05.

Хромистую инструментальную сталь Х05 отжигают на зернистый перлит путем длительной выдержки при 750—780° и закаливают от 820—840° с охлаждением в воде или в масле (в зависимости от размеров изделий), отпуск дается при 160—180° на твердость 62—64 HRC.

8. Назначьте марку жаропрочной стали (сильхром) для клапанов автомобильных и тракторных двигателей небольшой мощности. Укажите состав стали, назначьте и обоснуйте режим термической обработки. Опишите структуру и свойства стали после термической обработки.

Для выпускных клапанов двигателей внутреннего сгорания применяют хромокремнистые стали мартенситного класса, получившие название сильхромов. Наиболее известны сильхромы 40Х9С2 и 40Х10С2М.

Назначаем сталь 40Х9С2. Ее состав указан в таблице 2.

При нагреве выше 500-600°С прочность сильхромов резко падает. Поэтому в форсированных двигателях и дизелях вместо сильхро­мов применяют жаропрочные аустенитные стали.

ЗАКАЗАТЬ ЭТУ РАБОТУ

Ваше имя:

Ваш e-mail:

Ваш номер телефона:

Способ оплаты: