91. Опишите процесс кристаллизации и структуру сплава.

Доэвтектический сплав

Сплавы с содержанием углерода от 0,025 до 0,8 % называются доэвтектоидными сталями. Рассмотрим фазовые и структурные изменения доэвтектоидной стали на примере сплава. В интервале температур до 727 °C идет полиморфное превращение А в Ф. Состав аустенита меняется по линии GS, а феррита – по линии GP. При 727 °С концентрация углерода в аустените равна 0,8 % (точка S) и в феррите – 0,025 % (точка Р).Ниже этой температуры происходит эвтектоидное превращение. В равновесии находятся три фазы: феррит состава точки Р, аустенит состава точки S, цементит. На кривых охлаждения или нагрева наблюдается температурная остановка. Таким образом, структура доэвтектоидной стали характеризуется избыточными кристаллами феррита и эвтектоидной смесью феррита с цементитом, называемой перлитом. Чем больше углерода в доэвтектоидной стали, тем больше в структуре ее перлита. При дальнейшем охлаждении в результате изменения растворимости углерода в феррите (линии РQ) выделяется третичный цементит. Однако в структуре обнаружить его при наличии перлита невозможно.

92.Какой термообработке подвергают сталь после цементации и какова ее структура. Режимы термической обработки цементованных изделий

Е сли сталь наследственно мелкозернистая или изделия неответственного назначения, то проводят однократную закалку с температуры 820…850^oС (рисунок, позиция б). При этом обеспечивается получение высокоуглеродистого мартенсита в цементованном слое, а также частичная перекристаллизация и измельчение зерна сердцевины.При газовой цементации изделия по окончании процесса подстуживают до этих температур, а затем проводят закалку, при этом не требуется повторный нагрев под закалку (рисунок, позиция а).Для удовлетворения особо высоких требований, предъявляемых к механическим свойствам цементованных деталей, применяют двойную закалку (рисунок, позиция в). Первая закалка (или нормализация) проводится с температуры 880…900^oС для исправления структуры сердцевины. Вторая закалка проводится с температуры 760…780^oС для получения мелкоигольчатого мартенсита в поверхностном слое.Завершающей операцией термической обработки всегда является низкий отпуск, проводимый при температуре 150…180^oС. В результате отпуска в поверхностном слое получают структуру мартенсита отпуска, частично снимаются напряжения.Цементации подвергают зубчатые колеса, поршневые кольца, червяки, оси, ролики.

93.Расшифруйте состав стали 30хгса

С-0.3 , Cr-1%, Mn- 1%, Si-1%.

Высококачественная

94.Основные критерии жаропрочности .Кривая ползучести.

Жаропрочность – это способность металла сопротивляться пластической деформации и разрушению при высоких температурах. Жаропрочные материалы используются для изготовления деталей, работающих при высоких температурах, когда имеет место явление ползучести. Критериями оценки жаропрочности являются кратковременная и длительная прочности, ползучесть.

 Основными критериями жаропрочности металлов является предел ползучести и предел длительной прочности. Кривые длительной прочности и ползучести приведены на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 – Кривые длительной прочности (а) и ползучести (б)

Пределом длительной прочности называют напряжение, которое приводит к разрушению образца при заданной температуре за определенное время, соответствующее условиям эксплуатации изделий. Предел длительной прочности обозначают  , где индексы t и   указывают температуру (^оС) и время испытаний (ч).

Ползучесть – свойство металла медленно пластически деформироваться под действием постоянной нагрузки при постоянной температуре. При испытаниях образцы помещают в печь с заданной температурой и прикладывают постоянную нагрузку. Измеряют деформацию индикаторами.

При обычной температуре и напряжениях выше предела упругости σ > σ_упр ползучесть не наблюдается, а при температуре выше 0,6Т_пл, когда протекают процессы разупрочнения, и при напряжениях выше предела упругости σ > σ_упр наблюдается ползучесть.

В зависимости от температуры скорость деформации при постоянной нагрузке выражается кривой состоящей из трех участков.

Кривая ползучести

ОА – упругая деформация образца в момент приложения нагрузки; АВ – участок, соответствующий начальной скорости ползучести; ВС – участок установившейся скорости ползучести, когда удлинение имеет постоянную скорость.

Если напряжения достаточно велики, то протекает четвертая стадия (участок СД), связанная с началом разрушения образца (образование шейки). Для углеродистых сталей ползучесть наблюдается при нагреве выше 400^oС.