• Предмет: Материаловедение:Материаловедение
  • Вид работы: Контрольная
  • Год написания: 2014
  • Страниц: 17
  • Цена: 700руб.

14 вариант.

Вариант 14.

1. Что такое мозаичная (или блочная) структура металла?

Поликристалл состоит из большого числа зерен, при этом в соседних зернах кристаллические решетки ориентированы различно.

Рисунок 1 – Разориентация зерен и блоков в металле

а – зерна; б – блоки; Θ – угол между зернами

Размеры зерен составляют до 1000 мкм. Углы разориентации составляют до нескольких десятков градусов. Граница между зернами представляет собой тонкую в 5-10 атомных диаметров поверхностную зону с максимальным нарушением порядка в расположении атомов.

2. Под действием каких напряжений происходит пластическая деформация и как при этом изменяются структура и свойства металла?

Деформацией называется изменение формы и размеров тела под действием напряжений.

Напряжение – сила, действующая на единицу площади сечения детали.

Напряжения и вызываемые ими деформации могут возникать при действии на тело внешних сил растяжения, сжатия и т.д., а также в результате фазовых (структурных) превращений, усадки и других физико-химических процессов, протекающих в металлах, и связанных с изменением объема.

Их свободное перемещение затрудняется взаимным влиянием, также торможением дислокаций в связи с измельчением блоков и зерен, искажениями решетки металлов, возникновением напряжений.

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 5, 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, а 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 кристаллизации сплавов по линии АВ из жидко­го раствора  выделяются  кристаллы  твердого  раствора углерода в α-железе (δ-раствор). Процесс кристаллиза­ции сплавов с содержанием углерода до 0,1 % заканчи­вается по линии АН с образованием α (δ)-твердого раст­вора. На линии HJB протекает перитектическое превращение, в результате    которого    образуется    твердый раствор углерода в γ-железе, т. е. аустенит. Процесс первичной кристаллизации сталей  заканчивается по линии AHJE.

4. Режущий инструмент из стали У10 был перегрет при закалке. Чем вреден перегрев и как можно исправить этот дефект? Произведите исправление структуры и назначьте режим термической обработки, обеспечивающий нормальную работу инструмента. Опишите его структуру и свойства.

При слишком высоких температурах и чрезмерно длительных выдержках происходит образование крупнозернистой структуры, называемой структурой перегрева. Перегрев характеризуется крупнокристаллическим блестящим изломом.

Перегрев заэвтектоидной стали может быть устранен нормализацией. Нормализация заключается в заэвтектоидной стали до температуры выше точки Асm также на 40-50°С, в непродолжительной выдержке для прогрева

Ускоренное охлаждение на воздухе приводит к распаду аустенита при более низких температурах, что повышает дисперсность ферритно-цементитной структуры и увеличивает количество перлита или, точнее, сорбита или троостита.

5. С помощью диаграммы состояния железо-цементит определите температуру полного и неполного отжига и нормализации для стали 40. Охарактеризуйте эти режимы термической обработки и опишите структуру и свойства стали.

Критические точки Ас1 и Ас3 для стали 40:

Ас1 = 730°С; Ас3 = 790°С.

Полный отжиг заключается в нагреве доэвтектоидной стали на 30-50°С выше температуры, соответствующей точке Ас3, выдержке при этой температуре для полного прогрева и завершения фазовых превращений в объеме металла и последующем медленном охлаждении. Температура полногоотжига стали 40 составляет 820-850°С. После отжига сталь имеет низкую твердость и прочность при высокой пластичности. При фазовой перекристаллизации измельчается зерно и устраняется видманштеттова структура и строчечность, вызванная ликвацией, и другие неблагоприятные структуры стали. Структура после полного отжига: перлит и феррит.

6. Назначьте температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска шпилек из стали МСТ6, которые должны иметь твердость 207-230 НВ. Опишите их микроструктуру и свойства.

Сталь МСт6 является углеродистой конструкционной сталью обыкновенного качества. Буква М означает, что Ст6 выплавлена мартеновским методом. Химический состав стали МСт6 указан в таблице 1.

7. Для изготовления прошивочных пуансонов выбрана сталь Р18К5Ф2. Укажите состав стали и определите группу стали по назначению. Назначьте и обоснуйте резким термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах термической обработки данной стали. Опишите микроструктуру и свойства пуансонов после термической обработки.

Сталь Р18К5Ф2 — Сталь инструментальная быстрорежущая. Ее состав показан в таблице 2.

Основными легирующими элементами быстрорежущих сталей, обеспе­чивающими их теплостойкость, являются в первую очередь вольфрам и его химический аналог — молибден. Сильно повышает теплостойкость (до 645-650°С) и твердость после термообработки (HRC 67 — 7.0) кобальт и в меньшей степени ванадий.

Структура быстрорежущей стали после закажи представляет высоколе­гированный мартенсит,, содержащий 0,3-0,4% С, нерастворенные избы­точные карбиды и остаточный аустенит. Чем выше темпе­ратура закалки, тем ниже температура мартенситных точек Мн и Мк и тем больше количество остаточного аустенита. Обычно содержание остаточно­го аустенита в стали Р18 К5Ф2 составляет 25 — 30% . Остаточный аустенит понижает режущие свойства стали, и поэтому его присутствие в готовом инструменте

8. Для реостатных приборов выбран сплав константан МНМц40-1,5. Расшифруйте состав, укажите, к какой группе относится этот сплав по назначению, опишите структуру и электрические характеристики этого сплава.

Для элементов электросопротивления требуется низкая элек­тропроводность и в данном случае применяют не чистые металлы, а сплавы. Применяются эти сплавы для изготовления реостатов (так называемые реостатные сплавы) и для нагревательных эле­ментов различных электрических приборов и электрических печей (сплавы высокого электросопротивления).

Сплав (по ГОСТ 492-73) и некоторые технические свойства реостатных сплавов, и в том числе сплава МНМц40-1,5, приведены в таблице 3.

 

ЗАКАЗАТЬ ЭТУ РАБОТУ

Ваше имя:

Ваш e-mail:

Ваш номер телефона:

Способ оплаты: