- •7.2.1. Классификация сталей по структуре в нормализованном состоянии
- •. Алюминий и его сплавы
- •Классификация алюминиевых сплавов:
- •. Порошковые алюминиевые сплавы
- •Литейные алюминиевые сплавы
- •Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термообработкой
- •Титан и его сплавы
- •Медь и ее сплавы
- •Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термообработкой
- •2.4. Характеристики механических свойств, определяемые при циклических нагрузках
- •7.4.1. Отпускная хрупкость
- •Медь и ее сплавы
- •7.4.1. Отпускная хрупкость
- •Классификация алюминиевых сплавов:
- •Поверхностная закалка стали с индукционным нагревом (закалка твч)
- •Цементация
- •7.6.3. Азотирование
- •Дефекты кристаллического строения металлов
- •Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термообработкой
- •. Термодинамические условия кристаллизации
- •2.1.2. Характеристики пластичности
- •Порошковые алюминиевые сплавы
- •Титан и его сплавы
- •9.2.2.1. Оловянные бронзы
- •7.4.1. Отпускная хрупкость
- •Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термообработкой
- •4.1.2. Химические соединения
- •7.4.1. Отпускная хрупкость
- •. Литейные алюминиевые сплавы
- •6.2.2. Перлитное превращение
Титан и его сплавы
Свойства титана:
Тпл=1665°С,
полиморфизм: ниже температуры 882°С устойчив α-Ti с гексагональной плотноупакованной решеткой, выше этой температуры – β-Ti с объемно центрированной кубической решеткой.
высокая удельная прочность;
низкий удельный вес, титан почти в два раза легче стали;
высокая прочность (удельная прочность);
высокая пластичность;
жаростойкость;
малая электропроводность;
коррозионная стойкость;
хорошая обрабатываемость давлением и свариваемость.
Основными легирующими элементами в титановых сплавах являются алюминий, хром, молибден, ванадий, железо, олово, цирконий. По влиянию на температуру полиморфного превращения легирующие элементы титановых сплавов делят на три группы:
α-стабилизаторы – Al, N, O - увеличивают температуру полиморфного превращения и расширяют область α-титана;
нейтральные элементы - Sn, Zr – практически не влияют на точки полиморфного превращения;
β-стабилизаторы – Cr, W, Mo, V, Mn, Fe - снижают температуру полиморфного превращения и расширяют область β-титана.
В зависимости от типа и количества легирующих элементов титановые сплавы по структуре делятся на -сплавы, -сплавы и двухфазные +-сплавы.
α-титановые сплавы – это сплавы, легированные в основном алюминием, например, ВТ5 (5% Al), ВТ5-1 (5%Al+2,5%Sn) Их упрочняют холодной пластической деформацией (получают листы, ленты, профили). Для снятия наклепа проводят рекристаллизационный отжиг. Структура: - твердый раствор легирующих элементов в α-Ti.
β-титановые сплавы содержат большое количество β-стабилизаторов и представляют собой твердый раствор легирующих элементов в β-титане. Из-за повышенной хрупкости и плотности эти сплавы не нашли широкого применения в промышленности.
α+β-титановые сплавы – это сплавы, легированные алюминием и β- стабилизаторами, например, ВТЗ (5%Al+2,5%Cr), ВТЗ-1 (5%Al+2,5%Cr+2,5%Mo), ВТ6 (6%Al+4,5%V), ВТ8 (6%Al+3,5%Mo).
α+β-сплавы можно упрочнять закалкой с последующим старением, эти сплавы отличаются наилучшим сочетанием прочности и пластичности, удовлетворительно свариваются и обрабатываются резанием, хорошо куются, штампуются и прокатываются.
Применение. Из титановых сплавов изготавливают корпуса подводных лодок, спутников, реактивную технику, навигационную технику (как немагнитный материал). Титановые сплавы применяются в судостроении (гребные винты, обшивки морских судов), в химическом машиностроении, в криогенной технике и т.д.
Задача: 18ХГТ Термообработка: цементация+закалка+низкий отпуск. Структура на поверхности: МОТП+ЦII+АОСТ, Структура сердцевины – низкоуглеродистый мартенсит
Билет №19
Начальное, наследственное и действительное зерно в стали. Рост зерна аустенита при нагреве. Влияние величины зерна на свойства. Перегрев и пережог.
Начальное зерно аустенита – это зерно, полученное при 727°С, оно всегда мелкое (рис. 32).
Рис. 32. Схема роста аустенитного зерна при нагреве: НМЗ – наследственно мелкозернистая сталь, НКЗ – наследственно крупнозернистая
При нагреве зерно растет. Действительное зерно аустенита – это зерно, полученное при данной температуре, его размер зависит от температуры нагрева, времени выдержки и наследственности стали. Стали наследственно крупнозернистые (НКЗ) при производстве раскислены марганцем. При нагреве рост зерна в них начинается сразу выше АС1. Стали наследственно мелкозернистые (НМЗ) раскислены марганцем, кремнием и алюминием. Нитрид алюминия AlN, располагаясь по границам зёрен, тормозит их рост. При нагреве до 1000-1100˚С зерно растёт незначительно, но при более высоких температурах частицы AlN растворяются в аустените, и зерна аустенита резко растут.
При последующем охлаждении размер действительного зерна сохраняется, независимо от протекающих фазовых превращений.
Перегрев стали – это нагрев до температур, значительно превышающих температуры фазовых превращений (1000…1100˚С), в результате чего формируется крупнозернистая структура, ухудшаются механические свойства стали. Перегрев можно исправить повторным нагревом до температур, немного выше температуры фазовых превращений (Ас3 или Асm).
Нагрев до ещё более высоких температур в окислительной атмосфере, вызывает пережог стали. Происходит образование оксидов железа по границам зерен, резко повышается хрупкость. Пережог неисправим.
Нормализация стали. Назначение процесса, получаемые структуры. Классы сталей после нормализации.
Нормализация – это нагрев доэвтектоидных сталей на 40…50 °С выше АС3, заэвтектоидных – на 40..50°С выше АСm, выдержка и последующее охлаждение на спокойном воздухе (Рис.38, 40).
Рис. 40. «Стальной угол» диаграммы состояния Fe-Fe3C с нанесенными температурами нагрева при нормализации
При нагреве происходит полная фазовая перекристаллизация, в результате охлаждения получают высокодисперсные феррито-цементитные смеси. Структуры:
доэвтектоидных сталей - С+Ф,
эвтектоидной – С,
заэвтектоидных – С+ЦII.
. Классификация сталей по структуре в нормализованном состоянии
Структура сталей после нормализации зависит от суммарного количества в них легирующих элементов (ƩЛЭ), которые сдвигают С-кривую вправо и снижают линии Мн и Мк (рис. 41).
а) б) в)
Рис. 41. Структурные классы сталей в нормализованном состоянии: а – перлитный, б – мартенситный, в – аустенитный
Структурные классы сталей в нормализованном состоянии:
Перлитный класс: ƩЛЭ<5%, структура – феррито-карбидные смеси, как правило сорбит пластинчатый;
Мартенситный класс: 5%<ƩЛЭ<13%, структура – мартенсит;
Аустенитный: ƩЛЭ≥13%, среди которых имеются γ-стабилизаторы структура - АЛЕГ.
Высоколегированные стали, не содержащие γ-стабилизаторов, после нормализации будут иметь ферритную или ледебуритную структуру.
Бронзы литейные и деформируемые. Маркировка, состав, структура, свойства.
Бронзы – это сплавы меди с различными элементами: оловом, алюминием, кремнием, хромом, кадмием, бериллием и др. Маркировка бронз начинается с букв Бр, далее следуют буквенные обозначения легирующих элементов, а затем цифры, показывающие содержание каждого элемента. Например, бронза БрОЦС6-6-3 содержит 6%Sn, 6%Zn, 3%Pb, остальное – медь.