Вопрос 1:.Методы исследования металлов: структурные и физические

Изучение структуры

Различают макроструктуру, микроструктуру и тонкую структуру. Макроструктурный анализ – изучение строения металлов и сплавов

невооруженным глазом или при небольшом увеличении, с помощью лупы.

Осуществляется после предварительной подготовки исследуемой поверхности

(шлифование и травление специальными реактивами)

Микроструктурный анализ – изучение поверхности при помощи световых

микроскопов. Увеличение – 50…2000 раз. Позволяет обнаружить элементы структуры

размером до 0,2 мкм.

Образцы – микрошлифы с блестящей полированной поверхностью, так как

структура рассматривается в отраженном свете. Наблюдаются микротрещины и

неметаллические включения

Для изучения атомно-кристаллического строения твердых тел (тонкое строение)

используются рентгенографические методы, позволяющие устанавливать связь между

химическим составом, структурой и свойствами тела, тип твердых растворов,

микронапряжения, концентрацию дефектов, плотность дислокаций.

Физические методы исследования:

Термический анализ основан на явлении теплового эффекта. Фазовые

превращения в сплавах сопровождаются тепловым эффектом, в результате на кривых

охлаждения сплавов при температурах фазовых превращений наблюдаются точки

перегиба или температурные остановки. Данный метод позволяет определить

критические точки.

Дилатометрический метод При нагреве металлов и сплавов происходит изменение объема и линейных размеров – тепловое расширение. Если изменения обусловлены только увеличение мэнергииколебаний атомов, то при охлаждении размеры восстанавливаются. При

фазовых превращениях изменения размеров – необратимы.

Метод позволяет определить критические точки сплавов, температурные

интервалы существования фаз, а также изучать процессы распада твердых растворов.

.Магнитный анализ. Используется для исследования процессов, связанных с переходом из паромагнитного состояния в ферромагнитное (или наоборот), причем возможна количественная оценка этих процессов.

Вопрос2:

. Серые чугуны: применение в промышленности.

Название чугун получил по виду излома, который имеет серый цвет. Структуры: П (0,8% C) +Гр, П + Ф (меньше 0,8% C)+Гр, Ф +Гр (весь углерод, имеющийся в сплаве, присутствует в форме графита). Графит пластинчатой формы. Графитовые включения можно считать в первом приближении просто пустотами, трещинами. Чем больше в чугуне графита, тем ниже его механические свойства, чем грубее включения графита, тем больше они разобщают металлическую основу, тем хуже свойства чугуна. При растягивающих нагрузках облегчается образование очагов разрушения по концам графитных включений. Ценный конструкционный материал, широко применяемый в деталях машин, главным образом тогда, когда они не испытывают значительных растягивающих и ударных нагрузок.

Вопрос3:

Титан - металл серого цвета. Температура плавления титана 1668°С. Титан имеет две аллотропические модификации: до 882°С существует а-титан (плотность 4.505г/см3), который кристаллизуется в гексагональной решетке с периодами а=0.2951нм и с=0.4684нм , а при более высоких температурах - (3-титан (при 900°С плотность 4.32г/см3), имеющий решетку, период которой а=0.3282нм. Технический титан изготовляют двух марок 1. ВТ1-00 2. ВЕ1-0

Удельная прочность титана выше, чем у некоторых легированных конструкционных сталей, однако, в настоящее время, существуют легированные стали, удельная прочность которых выше, чем у титановых сплавов, при меньшей стоимости. Поэтому титан и его сплавы сплавы применяются только тогда, когда требуются уникальные химические или физические свойства титана.

Титан хорошо обрабатывается давлением, сваривается, из него можно изготовить сложные отливки, но обработка резанием затруднительна (трудоемкость обработки резанием на порядок превышает таковую для конструкционной углеродистой стали). При высокой температуре титан и его сплавы склонны к газопоглощению, особенно водорода. При этом пластичность их падает. Поэтому горячую обработку титана давлением, литьё, сварку приходится проводить в атмосфере защитных газов, что еще более удорожает изделия. Титан и его сплавы (ГОСТ 19807-91) маркируют буквами "ВТ" и порядковым номером:* ВТ1-00* ВТЗ-1 * Т4* Т8* Т14

Пять титановых сплавов обозначены иначе:* 0Т4-0* 0Т4* Т4-1* Т-7М* Т-ЗВ

Титан и его сплавы получили значительно большее применение, чем технический титан.

Легирование титана Fe, Al, Mn, Cr, Sn, V, Si повышает его прочность (<тв, Стог), но одновременно снижает пластичность (8,i|/). Жаропрочность повышают Al, Zr, Mo, а коррозийную стойкость в растворах кислот - Mo, Zr, Nb, Та и Pd.

Титановые сплавы имеют высокую удельную прочность. Например, сплав ВТ 14 (А1 - 5.5%, V - 1.2%, Мо - 3.0%) - сув=900-1050МПа, 8=10о/о, KCU=0 5МДж/м2, а=400МПа.

Титан и его сплавы обладает высокой коррозионной устойчивостью в соленой воде благодаря чему из него изготавливают: корпуса подводных аппаратов* эндопротезы* аппараты пищевой промышленности* тару для пищевых продуктов