Основные методы из данного состава и строения металлов и сплавов

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.