Пособие
Для подготовки к экзаменам
Раздел 1
Закономерности формирования структуры материала
1.В чем отличие металлов от неметаллов?
Ответ: металлам присущи:
- теплопроводность
- электропроводность
- вязкость
- способность к пластической деформации
- непрозрачность
- блеск и т.д.
2. Что такое полиморфизм?
Ответ: Способность одного и того же металла образовывать несколько кристаллических структур называются полиморфизмом.
(Fe Fe) (Co Co) (Mn Mn Mn)
3. Что такое анизотропия?
Ответ: Неодинаковость свойств кристалла в разных направлениях называется анизотропией.
4. Что такое модифицирование?
Ответ: Процесс видения в расплав металла искусственных центров кристаллизации (тугоплавких частиц нитридов, карбидов, силицидов и т.д.)
В количестве 0,1 – 0,3 % от массы жидкого металла, называется модифицированием, а введенные вещества называются модификаторами.
Основные методы из данного состава и строения металлов и сплавов
Ответ: а) Химический состав сплава определяют с помощью химического и спектрального анализа. б) Макроскопический анализ проводят визуальным или с увеличением в 5 – 30 раз. Определяют изломы отливок сварных швов (размер зерна, наличие газовых пузырей, трещин, засорных раковин и т.д.). в) Микроскопический анализ проводят для исследования микроструктуры с увеличением в 50 – 2000 раз (форма и размер зерна, границы между ними, мелкие дефекты).
6. Что такое прочность?
Ответ: Прочность – способность материала сопротивляться деформациям и разрушению.
7. Что такое пластичность?
Ответ: Пластичность – способность материала изменять свои формы и размеры без разрушения.
8. Что такое твердость?
Ответ: Твердость – способность материала сопротивляться внедрению в него индентора в виде шарика, конуса, пирамиды, установленных в соответствующих приборах.
9. Что такое ползучесть материала?
Ответ: Ползучесть – свойство материала медленно пластически деформироваться под действием постоянной нагрузки при постоянной температуре (нормальной, высокой).
10. Что понимается под упругими деформациями?
Ответ: Деформации, исчезающие после снятия нагрузки, называют упругими. (Атомы в кристаллической решетке смещаются на расстояния, не превышающие параметры решетки).
11. Что такое статические испытания?
Ответ: Испытания, при которых нагрузки прилагают к образцу плавно, с постепенным возрастанием от нулевого до максимального значения (растяжение, сжатие, изгиб, кручение).
12. Что такое динамические испытания?
Ответ: Испытания резко возрастающие (ударные). Ударный изгиб KCU или KCV.
13. Как обозначается твердость материала?
Ответ: HB – по Бринеллю
HRC, HRB, HRA – по Роквеллу
HV – по Виккерсу
14. Что такое компонент сплава?
Ответ: Компонентами сплава называют химические элементы (соединения), образующие сплав.
15. Что такое фаза сплава?
Ответ: Однородная часть сплава называется фазой сплава (твердая, жидкая, жидкие растворы, твердые растворы, химические соединения).
16. Что такое твердый раствор?
Ответ: Это фаза, в которой один из компонентов сплава сохраняет свою кристаллическую решетку, а атомы другого располагаются в ней слегка изменяя ее размеры, но не меняя формы.
17. Что такое химическое соединение?
Ответ: Кристаллическая решетка отличается от решеток компонентов. Свойства соединения также резко отличаются от свойств компонентов.
18. Что такое линия ликвидуса?
Ответ: Линия, соединяющая точки начала кристаллизации сплава.
19. Что такое линия солидуса?
Ответ: Линия, соединяющая точки конца кристаллизации сплава.
20. Что такое эвтектика?
Ответ: Сплав, который кристаллизуется при постоянной температуре, называется эвтектическим, а его диаграммы – эвтектикой.
21. Что такое феррит?
Ответ: Это твердый раствор внедрения углерода в 272 C и 0,006 % при нормальной температуре.
22. Что такое аустенит?
Ответ: Это твердый раствор внедрения углерода в железа, с содержанием углерода до 2,14 % при температуре 1147 C. Аустенит пластичен.
23. Что такое графит?
Ответ: Это свободно выделяющийся углерод, наблюдаемый в сплавах с содержанием углерода более 2%. Графит обладает низкой твердостью, электропроводностью, способен гасить вибрации.
24. Что такое перлит?
Ответ: Это эвтектоид, состоящий из двух фаз, феррита и цементита. Содержание углерода в нем равно 0,81 %.
25. Что такое ледебурит?
Ответ: Это эвтектика, состоящая из аустенита и цементита. Концентрация углерода в диапазоне температур 1147C – 727C 4,3%.
26. Что такое термическая обработка?
Ответ: Термическая обработка – это тепловое воздействие на металлы и сплавы с целью придания им желаемой структуры, а следовательно и свойств.
27. Что такое отжиг?
Ответ: Отжиг – это термическая обработка, заключающаяся в нагреве, временной выдержке и медленным охлаждением, обычно вместе с печью.
28. В чем заключается процесс закалки?
Ответ: Закалка – это термическая обработка, заключающаяся в нагреве, временной выдержке и охлаждению с высокой скоростью. (Структура, сорбит, тростит, мартенсит).
29. Что понимают под закаливаемостью?
Ответ: Под закаливаемостью понимают способность сплава повышать твердость в результате закалки. Закаливаемость сплава зависит от содержания в нем углерода и легирующих элементов.
30. Что понимают под прокаливаемостью?
Ответ: Прокаливаемость сплава – это способность сплава получать мартенситную структуру на глубину в результате закалки.
31. Что такое отпуск?
Ответ: Отпуск – это окончательная операция термической обработки закаленных на мартенсит сплавов, заключающаяся в нагреве сплава до температуры ниже линии PSK, выдержке при температуре с последующим охлаждением, (низкотемпературный 180 – 250 C, среднетемпературный 350 – 500 C, высокотемпературный 550 – 680 C).
32. Что такое улучшение стали?
Ответ: Закалка с последующим высоким отпуском называется улучшением. Увеличивается: предел текучести, выносливости, ударная вязкость.
33. Что такое старение?
Ответ: Старение – изменение свойств без заметного изменения структуры (естественное, искусственное). Старение снижает ударную вязкость, повышает прочность и твердость.
34. В чем сущность химико-термической обработки?
Ответ: Это сочетание теплового и термического воздействия с целью изменения состава, структуры и свойств поверхностных слоев изделия путем диффузионного насыщения металлами и неметаллами из внешней активной среды.
35. Сущность цементации?
Ответ: Насыщение поверхностного слоя углеродом цементирует стали с содержанием до 0,25% углерода при температуре 910-1050C. Глубина цементованного слоя составляет 0,5-2 мм. Время цементации 6-14 часов.
36. Сущность азотирования?
Ответ: Азотирование-процесс насыщения поверхностного слоя азотом при температуре 500-700C. Образующие нитриды придают поверхностному слою твердость выше, чем при цементации. Продолжительность азотирования 25-95 часов. Глубина насыщения азотом 0,3-0,7 мм.
37. Сущность цианирования?
Ответ: Совместное насыщение углеродом и азотом. Цианирование проводится в расплаве цианистого натрия при температуре 820-960C. Продолжительность процесса 0,5-1,5 часа. Глубина насыщенного слоя 0,15-0,35 мм. Повышает износостойкость и коррозийную стойкость изделия, улучшает приработку деталей при работе в узлах трения.
