- •150401 Металлургия чёрных металлов
- •150412 Обработка металлов давлением
- •Типы кристаллических решёток металлов.
- •1.Точечные
- •2.Линейные
- •Критические точки железа.
- •Кристаллизация металлов и сплавов.
- •Факторы влияющие на размер зерна при кристаллизации.
- •Строение слитка стали.
- •Механические свойства металлов
- •1.2. Методы исследования и испытания металлов и сплавов Макроскопический анализ.
- •Методы макроанализа.
- •Микроскопический анализ.
- •Физические методы исследования и контроля качества металлов и сплавов.
- •1. Термический анализ применяют для определения критических точек металлов и сплавов. Для этого в огнеупорном тигле 2 расплавляют исследуемый сплав 3 (рис. 11)
- •Неразрушающие методы контроля качества металлов и сплавов.
- •Рентгеновская дефектоскопия.
- •Магнитная дефектоскопия.
- •Ультразвуковая дефектоскопия.
- •Метод радиоактивных изотопов.
- •Виды механических испытаний металлов.
- •Испытания на растяжение
- •Величины характеризующие прочность металла.
- •Величины, характеризующие пластичность
- •1. Относительное удлинение образца:
- •Величины, характеризующие упругость.
- •Методы определения твёрдости металлов.
- •Испытания на ударный изгиб.
- •Испытания на усталость.
- •1.3. Основы теории сплавов.
- •Виды фаз в металлических сплавах
- •Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов.
- •Типы диаграмм фазового равновесия двухкомпонентных сплавов
- •Диаграмма состояния железо-углерод (цементит).
- •1.4. Основы термической и химико-термической обработки металлов и сплавов.
- •Обозначение критических точек стали при нагреве и охлаждении.
- •Превращения в сталях при нагреве.
- •Превращения в сталях при охлаждении
- •Виды термической обработки:
- •Виды отжига
- •Виды закалки
- •Объёмная;
- •Поверхностная. Способы закалки.
- •Виды отпуска
- •Виды тмо.
- •Виды химико-термической обработки
- •Раздел 2. Основные сведения о материалах
- •2.1. Конструкционные материалы. Классификация сталей:
- •Влияние углерода и примесей на свойства сталей.
- •Виды углеродистых сталей.
- •I. Конструкционные стали.
- •Легированные стали.
- •Влияние легирующих элементов на свойства сталей:
- •Маркировка легированных сталей.
- •Виды автоматных сталей
- •Стали специального назначения.
- •Материалы с особыми свойствами.
- •Виды сталей
- •Применение нержавеющих сталей.
- •Применение жаростойких материалов
- •IV. Магнитные материалы
- •V. Электротехнические материалы Чугуны.
- •Классификация чугунов по состоянию углерода:
- •Диаграмма железо-графит
- •Влияние примесей на свойства чугунов и графитизацию
- •Структура чугунов
- •1. Металлическая основа:
- •2. Графитные включения:
- •Виды чугунов по форме графитных включений
- •Легированные чугуны.
- •Влияние легирующих элементов на свойства и структуру чугунов.
- •Виды легированных чугунов.
- •Применение сплавов меди
- •Антифрикционные сплавы.
- •Сплавы алюминия.
- •Свойства алюминия
- •Применение технического алюминия
- •Виды сплавов алюминия
- •1. Деформируемые
- •Применение сплавов алюминия:
- •Сплавы магния.
- •Свойства магния
- •Вид сплавов магния
- •Сплавы титана.
- •Свойства титана
- •1. Деформируемые сплавы - вт5, вт5-1, вт6, вт8, вт14.
- •2. Литейные сплавы - вт5л.
- •Пластмассы.
- •Состав пластмасс
- •Виды пластмасс
- •I. По составу:
- •II. По характеру связующего вещества:
- •III. По назначению:
- •Свойства резин
- •Виды резин
- •Резины специального назначения.
- •1. Материалы для режущих инструментов
- •2. Материалы для измерительного инструмента
- •3. Материалы для инструментов омд.
- •1. Химико-металлургические.
- •2. Физико-механические.
- •5.2. Композиционные материалы. Маркировка сплавов цветных металлов.
Испытания на усталость.
Усталостью метала называют разрушение под действием повторяющихся или знакопеременных напряжений.
Усталостный излом состоит из двух зон:
1. зона усталости
2. зона долома
Трещина чаще возникает на поверхности. Сопротивление металла циклическому нагружению характеризуется пределом выносливости, т.е. наибольшим напряжением, которое может выдержать металл без разрушения за большое число циклов N (105-108 и более)
Для испытание на усталость используют не менее 10 образцов которые подвергают знакопеременным напряжениям. Каждый образец испытывают при определённой нагрузке и подсчитывают число циклов нагружения, которые привели к разрушению образца. По данным эксперимента строят график зависимости числа циклов нагружения от величины напряжения (рис.17).
Рис.17
Горизонтальный участок, т.е. максимальное напряжение, не вызывающее разрушения при бесконечно большом числе перемен нагрузки, соответствует пределу выносливости σR.
1.3. Основы теории сплавов.
Сплав – это вещество, полученное сплавлением двух и более компонентов.
Компонент – это химические элементы, входящие в состав сплава.
Фаза - это однородная часть сплава, имеющая одинаковый состав, строение, свойства, агрегатное состояние и отделённая от других фаз границей раздела.
Под структурой сплавов понимают форму, размеры, характер взаимного расположения фаз в металлических сплавах.
Виды фаз в металлических сплавах зависят от характера взаимодействия компонентов.
Виды фаз в металлических сплавах
Жидкий расплав образуется в случае полного растворения компонентов сплава друг в друге при расплавлении.
Кристаллы чистых компонентов образуют механическую смесь, если компоненты между собой не взаимодействуют. Количество фаз будет равно количеству компонентов.
Химическое соединение – это фаза, при образовании которой возникает абсолютно новая кристаллическая решетка, отличная от решёток компонентов. Состав химических соединений постоянен, поэтому его можно выразить формулой. Свойства химических соединений резко отличается от свойств компонентов.
Твёрдый раствор – это фаза, при образовании которой один из компонентов сохраняет свою решетку, а атомы второго компонента растворяются в ней.
а) Твёрдые растворы замещения образуются, когда атомы растворенного компонента замещают атомы растворителя в узлах кристаллической решетки. Эти растворы могут иметь не ограниченную или ограниченную растворимость компонентов друг в друге.
б) Твёрдые растворы внедрения образуются, если атомы растворённого компонента располагаются в межузельных пространствах растворителя. Твёрдые растворы внедрения имеют ограниченную растворимость компонентов и образуются у металлов с неметаллами (углеродом, азотом, бором и др.)
Общие закономерности взаимодействия устойчивых фаз могут быть охарактеризованы правилом фаз или законом Гиббса ( для случаев, когда давление в системе постоянно):
C= k-f+1,
где с - число степеней свободы системы;
к - количество компонентов в сплаве;
f – количество фаз в сплаве в данный момент времени и при данной температуре.