- •8. Типы структурных составляющих, присутствующие в металлических сплавах.
- •29. Классификация видов термической обработки, их связь с диаграммами состояния.
- •30. Структурные превращения при термообработке стали и их классификация. Виды термообработки стали.
- •31. Превращение в стали при нагреве. Образование и рост аустенитного зерна.
- •32. Превращения в стали при охлаждении. Диаграмма изотермического превращения аустенита.
- •33. Мартенситное превращение и его особенности.
- •34. Превращение при отпуске закаленной стали.
- •35. Термомеханическая обработка стали.
- •36. Способы и параметры закалки стали. Прокаливаемость и закаливаемость. Поверхностная закалка сталей.
- •37. Отжиг и нормализация стали, их назначение и способы осуществления. Дефекты, возникающие при термообработке стали, их причины и методы устранения.
- •40. Классификация и маркировка легированных сталей.
- •41. Цементируемые и улучшаемые машиностроительные конструкционные стали, их термообработка, свойства и применение.
- •42. Рессорно-пружинные, шарикоподшипниковые стали, их термообработка, свойства и применение.
- •43. Инструментальные некрасностойкие стали для изготовления режущего инструмента, их термообработка и свойства.
- •44. Быстрорежущие стали. Твёрдые сплавы.
- •45. Инструментальные стали для оснастки холодного и горячего деформирования металлов, их термическая и химико-термическая обработка, структура и свойства.
- •46. Жаропрочные, жаростойкие и нержавеющие стали, их термообработка, свойства и применение.
- •47. Высокопрочные мартеситно-стареющие стали, их термообработка, свойства и применение.
- •48. Сплавы с заданными значениями тепловых коэффициентов расширения и модуля упругости.
- •49. Магнитотвёрдые, магнитомягкие, немагнитые материалы.
- •50. Алюминий и его сплавы, литейные и деформируемые алюминиевые сплавы, их назначение, термообработка и свойства.
- •51. Медь и её сплавы. Латуни, бронзы, их свойства, маркировка и области применения.
- •52. Цинк, свинец, олово, магний, их использование в промышленных сплавах.
- •53. Тугоплавкие металлы и сплавы на их основе.
- •54. Полимерные материалы (пластмассы).
- •55. Резиновые материалы.
- •56. Силикатные материалы.
47. Высокопрочные мартеситно-стареющие стали, их термообработка, свойства и применение.
К высопрочным относят – высокая прочность и твёрдость, высокая пластичность и вязкость. Обычные углеродистые стали после закалки – высокая прочность, но низкая вязкость и пластичность. За счёт низкого отпуска можно повысить пластичность, но снижается твёрдость, прочность. Их нельзя отнести к высокопрочным.
Мартенситно-стареющие стали имеют сложный химический состав из-за очень высокого уровня легирования (18% никеля, 10% кобальта, 5% молибдена, 0,5% титана, 0,1% алюминия, <0,3% углерода). Закалка при 900ºС, скорость охлаждения не играет роли. После закалки можно проводить любую механическую обработку. После этого – отпуск (старение) при t 480…500ºС. В процессе отпуска из мартенсита выделяются мелкозернистые фазы, и прочность возрастает многократно, одновременно сохраняется пластичность и вязкость. Из этих сталей делают детали трансмиссий.
48. Сплавы с заданными значениями тепловых коэффициентов расширения и модуля упругости.
Это сплавы железо+никель. Сплав, у которого коэффициент теплового расширения практически равен 0 – инвар (36% никеля).
Многие приборы содержат конструкционные элементы, где железо впаяно в стекло. При нагревании стекло будет трескаться. Нужно, чтобы были одинаковые коэффициенты расширения (стекло – платина). Платинит (48% никеля) – такой же коэффициент расширения, как у стекла и платины.
Сплав, который имеет неизменный коэффициент модуля упругости – элинвар (37% никеля, 8% хрома). Изготовление пружин, мембран в приборах.
49. Магнитотвёрдые, магнитомягкие, немагнитые материалы.
Магнитомягкие – для сердечников трансформаторов, статоров электрических двигателей, магнитопроводов. Очень маленькие потери на перемагничивание. Очень узкая петля гистерезиса. Основной магнитомягкий материал – техническое железо. Чем крупнее зерно, тем выше магнитная проницаемость, электропроводность. Чем меньше углерода и других примесей, тем выше магнитная проницаемость.
Свойства сталей с кремнием:
Э41, Э42, Э43 – электротехническая+4% кремния (1,2,3 – показатель электротехнических свойств). Такие стали называются трансформаторными. Термическая обработка – отжиг для получения более крупного зерна. Длительная выдержка при t вторичной рекристаллизации (700…800ºС).
Магнитотвёрдые – материалы для изготовления постоянных магнитов. Самый простой материал – углеродистая сталь с 1% углерода У10. Широкая петля гистерезиса. Наиболее высокие показатели свойств – мартенситная структура. Закалка и низкий отпуск при t 180ºС (неполная закалка 780ºС). Охлаждение – быстрое (вода-масло), чтобы не было трещин. Недостаток – небольшая глубина прокаленного слоя; нельзя делать крупные детали. Часто берут ЕХ5 или ЕХ5К5. Термообработка – закалка+низкий отпуск. Сплавы алюминий+никель+кобальт имеют более высокие показатели, но более дорогие.
Немагнитные – нет ферромагнитных свойств. В случае стали – аустенитная структура при нагреве выше GS. Такие элементы, как никель-кобальт-марганец снижают температуры перехода аустенита в феррит, и при большом их количестве может быть аустенитная структура при 20ºС. Это нержавеющие стали аустенитного класса (08Х18Н9Т). Дешёвые – 13% марганца (Г13, содержание углерода в 10 раз меньше, чем марганца ~1,3% – сталь Гадфильда). Особенности – при пластической деформации она наиболее интенсивно упрочняется. При обработке резанием: чем больше усилие, тем больше упрочнение. Её используют для изготовления ковшей экскаваторов, камнедробилок, тюремных решёток, сейфов. Также к немагнитным относятся сплавы на основе цветных металлов (медь, алюминий, свинец, олово, благородные металлы) и неметаллические материалы.