30. Обратимая и необратимая отпускная хрупкост

Необратимой отпускной хрупкостью называется явление охруп-чивания закаленной стали, обусловленное предпочтительным выделением пластинчатых по форме карбидов по границам зерен при отпуске в диапазоне 330-380°С. Явление это чаще всего происходит при нарушении режимов отпуска: неправильного выбора (выполнения) температуры отпуска или замедленного охлаждения металла в интервале температур развития необратимой отпускной хрупкости. ОТПУСКНАЯ ХРУПКОСТЬ СТАЛИ

— понижение вязкости и сопротивления хрупкому разрушению легированной стали при отпуске в определенном интервале темп-р, а также при медленном охлаждении после отпуска или отжига в интервале 650—450°. Различают необратимую и обратимую отпускную хрупкость стали. Необратимая отпускная хрупкость стали проявляется в падении вязкости при отпуске в интервале 250—400°. Хром и марганец способствуют развитию необратимой отпускной хрупкости стали, молибден, вольфрам и ванадий не оказывают на нее влияния. Кремний, частично хром и др. элементы способствуют сдвигу необратимой О. х. с. в сторону более высокой темп-ры. Измельчение зерна приводит к уменьшению необратимой О. х. е., а сравнительно умеренная пластич. деформация полностью устраняет необратимую отпускную хрупкость стали. Данный вид хрупкости связан, видимо, с изменением состояния бывших границ зерен аустенита. Обратимая отпускная хрупкость стали проявляется в падении ударной вязкости легированной стали при медленном охлаждении в интервале 650— 450°, а также при более или менее длит, выдержках при отпуске в этом интервале температур. В то же время после быстрого охлаждения после отпуска при 650—450° сталь, склонная к обратимой отпускной хрупкости, приобретает нормальную вязкость.

31. Технология термической обработки. Отжиг первого рода

Отжиг - процесс термообработки металла, при котором производится нагревание, затем медленное охлаждение металла. Переход структуры из неравновесного состояния до более равновесного. Отжиг первого рода, его виды: низкийотжиг, рекристаллизационный отжиг (он же называется рекристаллизация), отжиг для снятия внутренних напряжений, диффузионный отжиг (еще называется гомогенизация).

Низкий отжиг – Применяется для устранения остаточных внутренних напряжений, возникающих, например, в зоне термического влияния при сварке изделия. Нагрев метала от 150- 700*С, выдержка, медленное охлаждение

Рекристаллизационный отжиг стали (рекристаллизация) - нагрев до температур 500 – 550o; отжиг для снятия внутренних напряжений – нагрев до температур 600 – 700o. Эти виды отжига снимают внутренние напряжения металла отливок от неравномерного охлаждения их частей, также в заготовках, обработанных давлением (прокаткой, волочением, штамповкой) с использованием температур ниже критических.

Диффузионный отжиг стали (гомогенизация) применяется тогда, когда сталь имеет внутрикристаллическую ликвацию. Выравнивание состава в зернах аустенита достигается диффузией углерода и других примесей в твердом состоянии, наряду с самодиффузией железа. По результатам отжига, сталь становится однородной по составу (гомогенной), поэтому диффузионный отжиг называет также гомогенизацией.

Температура гомогенизации должна быть достаточно высокой, однако нельзя допускать пережога, оплавления зерен. Если допустить пережог, то кислород воздуха окисляет железо, проникая в толщу его, образуются кристаллиты, разобщенные окисными оболочками. Пережог устранить нельзя, поэтому пережженные заготовки являются окончательным браком.

Диффузионный отжиг стали обычно приводит к слишком сильному укрупнению зерна, что следует исправлять последующим полным отжигом (на мелкое зерно).

53Твёрдые сплавы — твёрдые и износостойкие металлические материалы, способные сохранять эти свойства при 900—1150 °C. В основном изготовляются из высокотвердых и тугоплавких материалов на основе карбидов вольфрама, титана, тантала, хрома, связанные кобальтовой металлической связкой, при различном содержании кобальта или никеля.

Типы твёрдых сплавов

Различают спечённые и литые твёрдые сплавы. Главной особенностью спеченных твердых сплавов является то, что изделия из них получают методами порошковой металлургии и они поддаются только обработке шлифованием или физико-химическим методам обработки (лазер, ультразвук, травление в кислотах и др), а литые твердые сплавы предназначены для наплавки на оснащаемый инструмент и проходят не только механическую, но часто и термическую обработку (закалка, отжиг, старение и др). Порошковые твердые сплавы закрепляются на оснащаемом инструменте методами пайки или механическим закреплением. Твердые сплавы различают по металлам карбидов, в них присутствующих: вольфрамовые — ВК2, ВК3,ВК3М, ВК4В, ВК6М, ВК6, ВК6В, ВК8, ВК8В, ВК10, ВК15, ВК20, ВК25; титано-вольфрамовые — Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12В; титано-тантало-вольфрамовые — ТТ7К12, ТТ10К8Б.Безвольфрамовые ТНМ20, ТНМ25, ТНМ30

По химическому составу твердые сплавы классифицируют:

вольфрамокобальтовые твердые сплавы (ВК);

титановольфрамокобальтовые твердые сплавы (ТК);

титанотанталовольфрамокобальтовые твердые сплавы (ТТК).

Твердые сплавы по назначению делятся (классификация ИСО) на:

Р — для стальных отливок и материалов, при обработке которых образуется сливная стружка;

М — для обработки труднообрабатываемых материалов;

К — для обработки легированных сталей и других сплавов.

Из-за дефицита вольфрама разработана группа безвольфрамовых твердых сплавов, называемых керметами. Эти сплавы содержат в своем составе карбиды титана (TiC), карбонитриды титана (TiCN), связанные никельмолибденовой основой. Технология их изготовления аналогична вольфрамосодержащим твердым сплавам.

Эти сплавы по сравнению с вольфрамовыми твердыми сплавами имеют меньшую прочность на изгиб, ударную вязкость, чувствительны к перепаду температур из-за низкой теплопроводности, но имеют преимущества — повышенную теплостойкость (1000 °C) и низкую схватываемость с обрабатываемыми материалами, благодаря чему не склонны к наростообразованию при резании. Поэтому их рекомендуют использовать для чистового и получистового точения, фрезерования. По назначению относятся к группе Р классификации ИСО.

Свойства твёрдых сплавов

Пластинки из твердого сплава имеют HRA 86-92 обладают высокой износостойкостью и красностойкостью (800—1000 °C), что позволяет вести обработку со скоростями резания до 800 м/мин.

54Сплавы на основе алюминия

Алюминий (Al) - серебристо-белый металл. В природе встречается в виде минералов, преимущественно алюмосиликатов. Наиболее распространенными минералами являются боксит, алунит, нефлин, содержащие глинозем Al2O3.  Получают алюминий при электролизе глинозема, Алюминий — легкий, пластичный металл, хорошо поддающийся обработке давлением (ковка, прокатка, волочение), обладающий высокой тепло- и электропроводностью. Плотность алюминия 2,7 г/см3, температура плавления 660°С, температура кипения 2500°С, термический коэффициент линейного расширения 24 x 10-6, предел прочности 5—6 кгс/мм2, твердость по Бринеллю 17 кгс/мм2 (при прокатке прочность и твердость возрастают). На воздухе алюминий покрывается тонкой окисной пленкой, защищающей металл от дальнейшего окисления. Алюминий обладает химической стойкостью к азотной и органическим кислотам, пищевым продуктам. Легко растворяется в щелочах. Алюминий используют для получения различных сплавов и как лигатуру в сплавах на основе меди, титана, никеля, цинка, железа. Он применяется для раскисления стали перед литьем. Из сплавов на основе алюминия наиболее известны дюралюминий и магналий. Дюралюминий имеет состав: алюминия 95%, меди 4%, марганца и магния по 0,5%. Достоинством сплава является его легкость, хорошие литейные свойства и прочность. Предпринимались попытки использовать дюралюминий для изготовления зубных протезов, однако они были оставлены из-за коррозионной неустойчивости сплава. Использование его в зубном протезировании в настоящее время не проводится. Из дюралюминия изготавливаются некоторые предметы оснастки зуботехнических лабораторий (кюветы, артикуляторы). Магналий — сплав, состоящий из 70% алюминия и 30% магния. По свойствам очень близок к дюралюминию. Применяется в стоматологии в тех же случаях, что и дюралюминий.

55 Медь - металл красного, в изломе розового цвета. Температура плавления 1083°С. Кристаллическая решетка ГЦК. Плотность меди 8.94г/см3. Медь обладает высокими электропроводимостью и электропроводимостью. В зависимости от чистоты медь изготавливают следующих марок: М00, М0, М1, М2, М3. Присутствующие в меди примеси оказывают большое влияние на ее свойства.Медь хорошо сопротивляется коррозии, легко обрабатывается давлением, но плохо резанием и имеет невысокие литейные свойства из-за большой усадки.Сплавы на основе медиРазличают две основные группы медных сплавов: 1) латуни - сплавы меди с цинком; 2) бронзы - сплавы меди с другими элементами. Медные сплавы обладают высокими механическими и техническими свойствами, хорошо сопротивляются коррозии и износу.Латуни. Латунями называют двойные или многокомпонентные сплавы на основе меди, в которых основным легирующим элементом является цинк.Когда требуется высокая пластичность, повышенная теплоотводность применяют латуни с высоким содержанием меди (Л06 и Л90). Латуни Л62, Л60,Л59 с большим содержанием цинка обладают более высокой прочностью, лучше обрабатываются резанием, дешевле, но хуже сопротивляются коррозии.Латунь ЛЦ40С - sв=215МПа, d=12%, 70НВ.Оловянные бронзы. Обладают хорошими литейными свойствами и применяются для литья деталей сложной формы. Недостатком отливок из оловянных бронз является большая микропористость. Их часто применяют для изготовления антифрикционных деталей.Бронза БрО3Ц12С5 - sв=200МПа, d=5%.