31. Опишите основные явления при отпуске стали.

Отпуск стали – это термообработка закалённой на мартенсит стали, при которой главными процессами являются:

- распад мартенсита (пересыщенного твёрдого раствора) с образованием карбидов.

- возврат и рекристаллизация мартенсита, вызванные высокой плотностью в нём дефектов.

- распад остаточного аустенита.

При отпуске углеродистой стали протекают следующие структурные и фазовые превращения:

- формирование сегрегаций углерода (атмосферы Котрэлла, кластеры) – зона стадия распада.

- «двухфазный» распад мартенсита закалки на мартенсит отпуска и карбиды (100-150 градусов); на этой стадии в сталях с концентрацией углерода более 0,2% возможно образование метастабильных ε-карбида (Fe2C) c гексагональной решёткой и η-карбида (Fe2C) c ромбической решёткой.

- «однофазный» распад мартенсита (при Т > 200 C), в низкоуглеродистых сталях, содержащих менее 0,2-0,3% С, при этой температуре образуется стабильный карбид – цементит с ромбической решёткой, а в высокоуглеродистых сталях ещё возможно образование χ-карбида Fe5C2 c ромбической структурой.

- распад остаточного аустенита (при 200-300 С).

- возврат (при Т > 400C) и рекристаллизация (при Т > 600-650 C).

31. Назовите возможные причины аномально быстрой диффузии в сплавах.

Аномалии диффузии:

- диффузия по границам зёрен (Граничная диффузия характеризуется меньшими значениями энергии активации, чем объёмная, причиной чего является скопление дефектов на границах зерён)

- диффузия по дислокациям (диффузия по дислокациям характеризуется пониженной энергией активации Ed/Ev 0.5

- диффузия по межузельям в разбавленных твёрдых растворах замещения

- диффузия в аномальных ОЦК металлах (Ti, Zr, Hf)

- диффузия при высоких температурах по бивакансиям

31. Какие условия в наибольшей степени способствуют аморфизации сплавов ( при закалке из жидкости и при твердофазных превращениях)?

Ответ: Большая отрицательная энергия смешения, наличие в системе промежуточной фазы определённого типа, положение компонентов в периодической системе, различие атомных радиусов, наличие эвтектики в системе.

31. Назовите основные типы структурообразования при кристаллизации аморфных металлических сплавов и выберите из них тип, благоприятный для формирования структуры магнитомягкого материала на основе системы Fe-Si-B:

31. Назовите возможные структурные изменения в сплавах при экстремальных воздействиях на него (закалка из жидкости, облучение, механоактивация и пр.)

31. При диффузионном насыщении (Т_н= 1000.⁰С) Zn в Cu на поверхности достигнута концентрация Zn 48 ат.%. Покажите схематически распределение углерода по глубине слоя, учитывая вид диаграммы состояния Cu-Zn ( см. учебное пособие № 1573) и то, что коэффициенты диффузии в фазах приблизительно одинаковы.*

Примечания: * - означает, что исходные данные задачи (или конкретное задание) меняются (выбирается) преподавателем.

Экзамен проводится письменно и в каждом билете по 20 вопросов по всему прослушанному курсу.

24