Билет № 1

Сталь 30: углеродистая сталь с содержанием углерода 0,3%. Применение: винты, шайбы, валы.

У8А: углеродистая инструментальная сталь с содержанием углерода 0,8%, А – высококачественная. Применение: молоток, зубило.

БрА5: бронза содержащая 5% алюминия. Применение: трубы, монеты, проволка.

1. Кристаллизация металлов. Термодинамические основы фазовых превращений. Механизм и закономерности кристаллизации металлов.

При переходе метала из жидкого состояния в кристаллическое образуются кристаллы, этот процесс называется кристаллизацией. Происходит процесс зарождения центров кристаллизации и последующий рост кристалла, с закономерным распространением атомов в пространстве. Сначала кристаллы имеют правильную форму, но по мере столкновения и срастания с другими кристаллами форма нарушается. Рост продолжается в направлениях, где есть свободный доступ питающей среды. Размеры образовавшихся кристаллов зависят от соотношения числа образовавшихся центров кристаллизации и скорости роста кристаллов при температуре кристаллизации. Число центров кристаллизации и скорость роста кристаллов зависят от степени переохлаждения.

2. Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов. Характеристика.

Компонентами железоуглеродистых сплавов является железо, углерод и цементит. Жидкая фаза – в жидком состоянии железо растворяет углерод в разных пропорциях с образованием однородной жидкой фазы. Феррит – твёрдый раствор внедрения углерода в железо(мягкий, пластичен и магнитен) ОЦК решетка. Аустенит – твёрдый раствор внедрение углерода в железо с ГЦК решеткой (немного твёрже феррита, пластичен, парамагнитен). Цементит – химическое соединение железа с углеродом (6,63% углерода). Цементит имеет высокую твёрдость и низкую пластичность. Бывают первичный, вторичный и третичный цементиты. Первичный выделяется из жидкой фазы в виде крупных пластинчатых кристаллов. Вторичный – из аустенита и располагается в виде сетки вокруг зерен аустенита. Третичный – из феррита, в виде маленьких зерен, располагается возле ферритных зерен.

3. Стали для измерительного инструмента.

Стали для измерительного инструмента обладают высокой твёрдостью, износостойкостью, должны сохранять постоянный размер и форму. Чаще всего для изготовления измерительного инструмента используют высокоуглеродистые стали.

Билет № 2

15Х: Конструкционная легированная сталь, содержание углерода 0,15%, легирующий элемент – Хром, содержание хрома менее 1.5%. Применение: шестерня, труба.

У8:Инструментальная углеродистая сталь, содержание углерода 0,8%. Применение: фреза, зенковка, дисковая пила.

АЛ6: Алюминий литейный, содержание кремния 0.6%. Применение: фасонные отливки.

1. Факторы, влияющие на процесс кристаллизации. Величина зерна. Условия получения мелкозернистой структуры. Строение металлического слитка.

На кристаллизацию влияют время и температура. Охлаждение металла в жидком состоянии сопровождается плавным понижением температуры. При кристаллизации выделяется теплота. По окончании кристаллизации, температура снова начинает снижаться и твердое кристаллическое вещество охлаждается. По мере развития процесса кристаллизации в нем участвует все большее и большее число зёрен. Поэтому процесс вначале ускоряется, пока в какой-то момент взаимное столкновение растущих зёрен не начинает заметно препятствовать их росту; рост кристаллов замедляется. Тем более, что и жидкости, в которой образуются новые зёрна, становится все меньше. Величина зерна зависит от скорости охлаждения. Условия получения мелкозернистой структуры: максимальное число центров кристаллизации и малая скорость роста кристаллов. У поверхности слитка, в результате большой скорости охлаждения образуется тонкий слой мелких равноосных кристаллов, затем по мере удаления от поверхности образуются зона удлиненных дендритных кристаллов по направлению отвода тепла, т.е. перпендикулярно стенкам изложницы. В случае медленного охлаждения могут образоваться в середине слитка равноосные зерна с дендритной структурой