Диаграмма состоянии железо-углеродистых сплавов
1Диаграмма фазового равновесия (диаграмма состояния) железо-углерод — графическое отображение фазового состояния сплавов железа с углеродом в зависимости от их химического состава и температуры.
Железо образует с углеродом химическое соединение Fe3C цементит. Так как на практике применяют металлические сплавы с содержанием углерода до 6,67 %, то рассматриваем часть диаграммы состояния от железа до цементита. Поскольку цементит фаза метастабильная, то и соответствующая диаграмма называется метастабильной (сплошные линии на рисунке). Для серых чугунов и графитизированных сталей необходимо рассматривать стабильную диаграмму железо-графит (Fe-Гр), поскольку именно графит является стабильной фазой. Цементит образуется намного быстрее графита и во многих сталях и белых чугунах может существовать достаточно долго. В серых чугунах графит существует обязательно. На рисунке тонкими пунктирными линиями показаны линии стабильного равновесия (то есть с участием графита), там где они отличаются от линий метастабильного равновесия (с участием цементита), а соответсвующие точки обозначены штрихом. (Отметим, что обозначения фаз и точек на этой диаграмме подчиняются молчаливому международному соглашению.)
Фазы диаграммы железо — углерод
Часть диаграммы состояния сплавов железо-углерод
В системе железо — углерод существуют следующие фазы: жидкая фаза, феррит, аустенит, цементит, графит.
1. Жидкая фаза. В жидком состоянии железо хорошо растворяет углерод в любых пропорциях с образованием однородной жидкой фазы.
2. Феррит — твердый раствор внедрения углерода в α-железе с ОЦК (объемно-центрированой кубической) решеткой.
Феррит имеет переменную предельную растворимость углерода: минимальную — 0,006 % при комнатной температуре (точка Q), максимальную — 0,02 % при температуре 727 °C (точка P). Атомы углерода располагается в центре грани или (что кристаллогеометрически эквивалентно) на середине ребер куба, а также в дефектах решетки.
При температуре выше 1392 °C существует высокотемпературный феррит, с предельной растворимостью углерода около 0,1 % при температуре около 1500 °C (точка I)
Свойства феррита близки к свойствам чистого железа. Он мягок (твердость — 130 НВ) и пластичен, магнитен (при отсуствии углерода) до 770 °C.
3. Аустенит (γ) — твердый раствор внедрения углерода в γ-железе с ГЦК (гране-центрированной кубической) решеткой.
Атомы углерода занимают место в центре гранецентрированной кубической ячейки.
Аустенит имеет переменную предельную растворимость углерода: минимальную — 0,8 % при температуре 727 °C (точка S), максимальную — 2,14 % при температуре 1147 °C (точка Е).
Аустенит имеет твердость 200—250 НВ, пластичен, парамагнитен.
При растворении других элементов в аустените или в феррите изменяются свойства и температурные границы их существования.
4. Цементит (Fe3C) — химическое соединение железа с углеродом (карбид железа), со сложной ромбической решеткой, содержит 6,67 % углерода. Он твердый (свыше 1000 HВ), и очень хрупкий. Цементит фаза метастабильная и при длительным нагреве самопроизвольно разлагается с выделением графита.
Характеристика лакокрасочных материалов (лаки эмали грунтовки шпатлёвки)
2 Государственные стандарты регламентируют показатели качества для жидких ЛКМ — химические (содержание основного вещества, отдельных компонентов, нелетучих и летучих веществ, водорастворимых солей, воды, золы, кислотное число рН и др.), физико-химические (плотность, вязкость, продолжительность высыхания, укрывистость), малярно-технические (сорность, степень перетира, розлив, спекаемость) и покрытий на основе ЛКМ — декоративные (цвет, внешний вид, блеск), физико-механические (адгезия, твердость, эластичность, прочность при растяжении и изгибе, ударная прочность, износостойкость), защитные (устойчивость к атмосферным воздействиям, светостойкость, стойкость к перепаду температур, термо-, морозо-, тропикостойкость), малярно-технические (способность шлифоваться и полироваться), электроизоляционные (электрическая прочность, удельное объемное электрическое сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь), химические (стойкость к воздействию кислот, щелочей, агрессивных газов, воды, масла, бензина, мыльного раствора, эмульсий и др.).
Назначение газового редуктора в системе питания двигателей от газобаллонной установки.
3 Газ, из баллона по трубкам через вентили, испаритель и фильтр поступает к редуктору, снижающему его давление до рабочего, и далее в смеситель. Газовоздушная смесь из смесителя поступает в цилиндры двигателя.
Редуктор понижает давление газа до рабочего и препятствует поступлению газа к смесителю при неработающем двигателе.
Методы работ поТО автомобилей, характер выполнения работ
4 В практике работы АТП применяются два метода организации технологического процесса ТО автомобилей: на универсальных и специализированных постах.
При обслуживании на универсальных постах весь объем работы данного вида ТО выполняется на одном посту, кроме операций по уборке и мойке автомобиля, которые при любой организации процесса обслуживания выполняются на отдельных постах. При таком методе организации обслуживания применяют преимущественно тупиковые параллельно расположенные посты. Въезд автомобиля на пост осуществляется передним ходом, а съезд с поста – задним ходом. Универсальные проездные посты обычно применяют только для ТО автомобильных поездов и производства уборочно-моечных работ.
На каждом универсальном посту возможно выполнение различного объема работ, что позволяет одновременно обслуживать разнотипные автомобили и выполнять сопутствующий текущий ремонт. В этом заключается основное преимущество данного метода обслуживания. Основными недостатками тупикового расположения постов являются потери времени и загрязнения воздуха отработавшими газами в процессе маневрирования автомобиля при его установке на пост и съезде с поста.
При организации труда методом специализированных бригад посты поточных линий специализируются по видам работ, а при агрегатно-участковой организации труда – по агрегатам и системам автомобиля.
Перемещение автомобилей по постам линии, как правило, осуществляется при помощи конвейера периодического действия со скоростью 10-15 м/мин. ТО-1 автомобилей-тягачей производится в сцепке с прицепами и полуприцепами на поточных линиях на проездных универсальных постах, здесь же производится ТО-2 автопоездов. На многих АТП автомобили-тягачи проходят ТО-2 отдельно на поточных линиях при универсальных постах, а прицепы – в самостоятельной зоне с проездными постами.
Одним из возможных вариантов организации ТО автомобилей на специализированных постах является так называемый операционно-постовой метод, когда, объем работ ТО-2 также распределяется между несколькими специализированными постами, но посты тупиковые и обычно специализируются по агрегатам, например: 1-й пост – передний и задний мост и тормозная система; 2-й пост – коробка передач, сцепление, карданная передача, редуктор; 3-й пост – двигатель. При этом автомобили обслуживаются на независимых друг от друга постах, когда они обычно устанавливаются своим ходом.
Организация обслуживания по этому методу позволяет специализировать посты, оборудование постов и рабочих Однако необходимость перестановки автомобилей с поста на пост вызывает потери времени и загазованность помещений. Для устранения этих недостатков на некоторых АТП по постам перемещаются не автомобили, а рабочие. При этом на каждом посту выполняется весь объем работ по ТО автомобиля и они являются универсальными, а рабочие специализируются по агрегатам и системам автомобиля. [3]
Антикоррозионная защита металлических поверхностей.
5 Металлические покрытия
Нанесение защитных металлических покрытий – один из самых распространенных методов борьбы с коррозией. Эти покрытия не только защищают от коррозии, но и придают их поверхности ряд ценных физико-механических свойств: твердость, износоустойчивость, электропроводность, паяемость, отражательную способность, обеспечивают изделиям декоративную отделку и т.д.
По способу защитного действия металлические покрытия делят на катодные и анодные.
Катодные покрытия имеют более положительный, а анодные - более электроотрицательный электродные потенциалы по сравнению с потенциалом металла, на который они нанесены. Так, например, медь, никель, серебро, золото, осажденные на сталь, являются катодными покрытиями, а цинк и кадмий по отношению к этой же стали – анодными покрытиями.
Анодные покрытия защищают металл изделия не только механически, но главным образом электрохимически. В образовавшемся гальваническом элементе металл покрытия становится анодом и подвергается коррозии, а обнаженные (в порах) участки основного металла выполняют роль катодов и не разрушаются, пока сохраняется электрический контакт покрытия с защищаемым металлом и через систему проходит достаточный ток (рис.4 б). Поэтому степень пористости анодных покрытий в отличие от катодных не играет существенной роли.
В отдельных случаях электрохимическая защита может иметь место при нанесении катодных покрытий. Это происходит, если металл покрытия по отношению к изделию является эффективным катодом, а основной металл склонен к пассивации. Возникающая анодная поляризация пассивирует незащищенные (в порах) участки основного металла и затрудняет их разрушение. Такой вид анодной электрохимической защиты проявляется для медных покрытий на сталях 12Х13 и 12Х18Н9Т в растворах серной кислоты.
Основной метод нанесения защитных металлических покрытий – гальванический. Применяют также термодиффузионный и механотермический методы, металлизацию распылением и погружением в расплав.Разберем каждый из методов более подробно.
Электрохимическое осаждение металлов проводят в гальванической ванне постоянного тока (рис 45). Покрываемое металлом изделие завешивают на катод. В качестве анодов используют пластины из осаждаемого металла (растворимые аноды) или из материала, нерастворимого в электролите (нерастворимые аноды).
Цинковые покрытия применяются для защиты от коррозии деталей машин, трубопроводов, стальных листов. Цинк – дешевый и доступный металл. Он защищает основное изделие механическим и электрохимическим способами, так как при наличии пор или оголенных мест происходит разрушение цинка, а стальная основа не корродирует.
Никелирование черное – электролитическое нанесение на поверхность металлических изделий слоя никеля черного цвета. Такое покрытие используют как с защитно-декоративной целью, так и для уменьшения коэффициента отражения света. Оно нашло применение в оптической промышленности и в некоторых отраслях машиностроения. У черного никеля низкие показатели коррозионной стойкости, пластичности и прочности сцепления с поверхностью. Поэтому применяют предварительное оловянирование или осаждение матового никеля. Если применить предварительное цинкование, а затем осадить черный никель, то покрытия приобретают такую же коррозионную стойкость, как если бы они были покрыты только цинком. Часто черный никель наносят на изделия из меди или латуни.
Горячий метод, или метод погружения в расплавленный металл
Это старейший и наиболее простой способ нанесения металла на стальные листы, проволоку и готовые изделия. «Горячие» покрытия образуются при погружении защищаемого металла в расплав металла, используемого для покрытия. В качестве последних применяют металлы, имеющие невысокую температуру плавления: цинк (tпл= 419°С), олово (tпл = 232 °С), свинец (tпл = 327 °С), алюминий (tпл = 658°С).
Горячее лужение используют в пищевой промышленности. Горячее цинкование применяют для защиты готовых изделий от коррозии в атмосфере и в воде.
1.2.3 Пассивирование
Для защиты от коррозии применяют метод пассивирования — обработка металла в растворах хроматов или нитратов.
Для пассивирования оцинкованных изделий применяют раствор: 8-10 мл/л H2SO4 и Na2Cr207·2H20 — 200 г/л. Время обработки 5-30 с. От времени обработки зависит окраска пленки. При выдержке 5 с цвет пленки радужный с зеленоватым оттенком, а масса пленки составляет 0,9-1,2 г/м2. При дальнейшем увеличении времени цвет меняется от желтого до коричневого.
Для пассивирования алюминия используют раствор бихромата калия (200 г/л) и 2 мл/л НF.
Пассивация меди в хроматных растворах дает особенно хорошие результаты при защите изделий, соприкасающихся с парами SO2 и растворами нейтральных солей. Стальные детали можно обрабатывать в 60-90% растворе нитрита натрия. В результате они не ржавеют в течение двух лет.
Органические покрытия
Лакокрасочные покрытия. Защита металлов лакокрасочными покрытиями — наиболее старый и один из самых распространенных способов защиты от коррозии.