Вопрос 1: Цементит (Ц или Fe3C) обладает сложной ромбической решеткой. Под микроскопом эта структурная составляющая имеет вид пластинок или зерен различной величины. Цементит тверд (800 НВ) и хрупок, пластичность его близка к нулю. Различают цементит, выделяющийся при первичной кристаллизации из жидкого сплава (первичный цементит). Цементит, выделяющийся из твердого раствора γ-аустенита (вторичный цементит). Кроме того, при распаде твердого раствора α выделяется третичный цементит. Все формы цементита имеют одинаковое кристаллическое строение и свойства, но различную величину частиц - пластинок или зерен. Наиболее крупными являются частицы Цi, а наиболее мелкими Цiii. До 217°С (точка Кюри) цементит ферромагнитен, а при высоких температурах - парамагнитен. Название обусловлено структурой, похожей на цемент. Феррит (Ф, α, Feα) - это твердый раствор внедрения С в Feα. Феррит ( от ferrum - железо по латински) обладает решеткой К6; под микроскопом имеет вид светлых зерен различной величины. Феррит мягок (твердость 80 НВ) и пластичен. Пластичность феррита зависит от величины зерна: чем мельче зерна, тем пластичность выше. До 768°С (точка Кюри) он феррамагнитен, а при более высоких температурах парамагнитен. Аустенит (по имени английского ученого Р.Аустена) (А, γ или Feγ(С)) - это твердый раствор внедрения С в Feγ. Аустенит обладает решеткой К12; под микроскопом имеет вид светлых зерен с двойными линиями. Твердость его 220 НВ. Аустенит парамагнитен. Графит обладает решеткой Г6 со слоистым расположением атомов. Под микроскопом он имеет вид пластинок различной формы и величины (серые чугуны); хлопьев (ковкие чугуны), а также шарообразную форму (высокопрочные чугуны). При 1147°С у сплавов, содержащих больше 2,14% С, проходит эвтектическое превращение (образование ледебурита). Ледебурит (Л) (по имени немецкого ученого А.Ледебура) - это смесь аустенита и цементита. Он возникает в процессе первичной кристаллизации при 1147°С. Входящий в состав ледебурита аустенит при 727°С превращается в перлит, а в интервале от 727°С до обычных температур порядка 20°С ледебурит состоит из смеси перлита и цементита. Твердость его около 700 НВ, и он обладает значительной хрупкостью. Ледебурит характерен для структуры белых чугунов. При 727°С у сплавов с содержанием 0,02-0,025% С проходит эвтектоидное (перлитное) превращение. Перлит (П) (название получено по структуре, имеющей вид перламутра) - это эвтектоидная смесь феррита и карбида, образующаяся из аустенита при вторичной кристаллизации и содержащая 0,8% С. Перлит может иметь пластинчатое строение (если цементит в виде пластинок) или зернистое строение (если цементит в виде зерен). В зависимости от строения твердость его 160-190 НВ (для зернистого) и 190-230 НВ (для пластинчатого). Зернистый перлит пластичней.

Вопрос 2:

1.низкоуглеродистые с содержанием углерода до 0,3%. 2. среднеуглеродистые с содержанием углерода свыше 0,3%до 0,7% 3. высокоуглеродистые с содержанием углерода более 0,7%

Вопрос 3: Механические свойства металлов и их характеристика

Механические свойства характеризуют способность металлов и сплавов сопротивляться действию приложенных к ним нагрузок, а механические характеристики выражают эти свойства количественно. Основными свойствами металлических материалов являются; прочность, пластичность (или вязкость), твердость, ударная вязкость, износоустойчивость, ползучесть и др.

Механические характеристики материалов определяются при механических испытаниях: статические, динамические и повторно-переменные.

В зависимости от способа приложения внешних сил различают испытания на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, ударный изгиб и т. п.

Основные механические характеристики металлов и сплавов.

Временное сопротивление— условное напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца.

Истинное сопротивление разрыву — напряжение, определяемое отношением нагрузки в момент разрыва к площади поперечного сечения образца в месте разрыва.

Предел текучести (физический) — наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения растягивающей нагрузки.

Предел текучести (условный) — напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2% длины участка образца, удлинение которого принимается в расчет при определении указанной характеристики.

Предел упругости— условное напряжение, соответствующее появлению остаточной деформации. Относительное удлинение после разрыва— отношение приращения длины образца после разрыва к его первоначальной расчетной длине.

Относительное сужение после разрыва — отношение площади поперечного сечения образца в месте разрыва к начальной площади его поперечного сечения.

Ударная вязкость— механическая характеристика вязкости металла — определяется работой, расходуемой для ударного излома на маятниковом копре образца данного типа и отнесенной к рабочей площади поперечного сечения образца в месте надреза.

Предел выносливости (усталости) —максимальное напряжение, при котором материалы образца выдерживают без разрушения заданное количество симметричных циклов (от +Р до — Р), принимаемое за базу

Предел прочности при сжатии — отношение разрушающей нагрузки к площади поперечного сечения образца до испытания.

Условный предел ползучести— напряжение, вызывающее заданное удлинение образца (суммарное или остаточное) за установленный промежуток времени при заданной температуре.

Твердость по Бринелю - определяется на твердомере ТШ путем вдавливания стального закаленного шарика р. испытуемый металл или сплав.

Твердость по Роквеллу HRA, HRB и HRC определяется вдавливанием в металл стального шарика диаметром ~ 1,6мм или конуса с утлом при вершине 120° на твердомере ТК. В зависимости от условий определения различают три значения HR: HRA — для очень твердых материалов (шкала А) — испытание производится вдавливанием алмазного конуса; HRB — для мягкой стали (шкала В) — стального шарика; HRC — для закаленной стали (шкала С) — твердосплавного или алмазного конуса.

Глубина проникновения алмазного конуса при испытаниях в металле небольшая, что позволяет испытывать более тонкие изделия, чем при определении твердости по Бринелю, Твердость но Роквеллу является условной характеристикой, значение которой отсчитывается по шкале прибора.

Вопрос 4: Деформа́ция — изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением относительно друг друга. Деформация представляет собой результат изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Обычно деформация сопровождается изменением величин межатомных сил, мерой которого является упругое механическое напряжение. Причины отказа механики Деформации разделяют на обратимые (упругие) и необратимые (пластические, ползучести). Упругие деформации исчезают после окончания действия приложенных сил, а необратимые — остаются. В основе упругих деформаций лежат обратимые смещения атомов металлов от положения равновесия(другими словами, атомы не выходят за пределы межатомных связей); в основе необратимых — необратимые перемещения атомов на значительные расстояния от исходных положений равновесия(т.е. выход за рамки межатомных связей, после снятия нагрузки переориентация в новое равновесное положение).Пластические деформации — это необратимые деформации, вызванные изменением напряжений. Деформации ползучести — это необратимые деформации, происходящие с течением времени. Способность веществ пластически деформироваться называется пластичностью. При пластической деформации металла одновременно с изменением формы меняется ряд свойств — в частности, при холодном деформировании повышается прочность.