Програма підготовки до виконання роботи

1. Зарисувати; схему зміни властивостей металу (твердості, міцності, пластичності і в’язкості) залежно від ступеня деформації та пояснити суть явища наклепу; графік зміни межі міцності і відносного видовження наклепаного металу залежно від температури нагрівання наклепаного металу. Пояснити причини такої їхньої зміни; схему зміни структури холодно деформованого (наклепаного) металу при нагріванні та пояснити її; схему утворення волокнистої структури металу в процесі гарячої обробки тиском та пояснити її.

2. Пояснити, чому рекристалізаційне відпалювання низьковуглецевих сталей проводять при 600…700, латуней і бронз при 560…700, алюмінієвих сплавів при 350…450⁰С? Пояснити суть явища наклепу.

Література

1. Атаманюк В.В. Технологія конструкційних матеріалів: Навчальний посібник для вищих навчальних закладів. – Київ: Кондор, 2006. – С. 134 – 142.

2. Технология металлов и материаловедение /Под ред. Л.Ф. Усовой.  М.: Металлургия, 1987.  С. 146 –155.

3. Мозберг Р.К. Материаловедение. – М.: Высш. шк., 1991.  С. 56 – 62.

Завдання й методичні вказівки

1. Провести відпалювання зразків після пластичної деформації з навантаженням 19614 Н. Для цього розмістити по одному зразку в електропечі, попередньо нагрітій до 400, 550, 650 і 750°С, витримати 30 хв.

2. Після охолодження зразків на повітрі виміряти твердість HRB в центрі відбитка, одержані дані записати в таблицю 7.1.

Таблиця 7.1. Результати вимірювання твердості зразків після відпалювання

Марка сталі	Ступінь пластичної деформації (пропорційна навантаженню за Брінеллем), Н (кгс)	Температура відпалювання, °С	Твердість, HRB
Сталь 10	9614 (2000)	400
		550
		650
		750

3. Побудувати графік зміни твердості пластично деформованої сталі залежно від ступеня деформації (за даними табл. 7.1 і зробити висновки щодо отриманих результатів.

4. Зарисувати схеми мікроструктур сталі 10 до пластичної деформації, після пластичної деформації і після рекристалізаційного відпалювання.

Контрольні запитання

1. Схарактеризувати суть процесів повернення і полігонізації.

2. Пояснити: що таке первинна рекристалізація; що є рушійною силою первинної рекристалізації? суть і особливості збірної рекристалізації; як змінюються властивості металу в процесі наклепу і рекристалізації? що таке текстура рекристалізації? яка різниця між холодною і гарячою деформацією?

3. Схарактеризувати суть процесів, що відбуваються в процесі утворення волокнистої структури металів.

Лабораторна робота № 8.

ПОБУДОВА ДІАГРАМ СТАНУ ПОДВІЙНИХ СПЛАВІВ

ТЕРМІЧНИМ МЕТОДОМ

Мета: 1. Вивчити методику побудови діаграм стану двокомпонентних сплавів за допомогою термічного аналізу.

2. Одержати експериментальні дані і побудувати діаграму стану.

3. Навчитися за діаграмою стану встановлювати, які процеси відбуваються в

плавах різного складу при їхньому охолодженні, які при цьому утворюються фази і

структури, визначати температури фазових перетворень, а також якість та

кількість фаз у різних областях діаграми стану.

4. Навчитися застосовувати до сплавів правило фаз і правила відрізків.

Обладнання, матеріали та інструменти

Муфельна піч, установка для проведення термічного аналізу, секундомір, серія сплавів системи свинець-сурма і сурма.

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Діаграма стану – це графічне зображення стану сплаву залежно від температури (тиск постійний, для всіх випадків, що розглядаються) і концентрації. Вона характеризує стійкі стани, тобто такі, вільна енергія яких при даних умовах мінімальна. Тому діаграма стану може також називатися діаграмою рівноваги, оскільки вона показує, які за даних умов існують рівноважні стани. Відповідно з цим і зміни в сплаві, що відображені на діаграмі, належать до рівноважних умов, тобто за відсутності перегрівання або переохолодження.

Діаграма стану є теоретичним випадком, а на практиці використовується для аналізу перетворень при малих швидкостях нагрівання або охолодження.

Діаграму будують у двох вимірах. На осі ординат у вибраному масштабі позначають температуру, а на осі абсцис – концентрацію. Загальний вміст обох компонентів у сплаві дорівнює 100%, і кожна точка на осі абсцис відповідає певній концентрації кожного компонента.

Діаграма стану сплавів з трьома компонентами має просторовий вигляд (дві осі концентрації і одна температурна). Чотирьохкомпонентну систему і системи з більшим числом компонентів також зображають у вигляді просторових діаграм, але з деякими спрощеннями, оскільки вони мають більше трьох незалежних змінних.

Кожна точка на діаграмі стану показує стан сплаву цієї концентрації при заданій температурі. Кожна вертикаль відповідає зміні температури відповідного сплаву. Зміна фазового стану сплаву позначається на діаграмі точкою. Лінії, що з’єднують точки аналогічних перетворень, розмежовують на діаграмі області фазових станів. Вид діаграми стану залежить від того, як реагують обидва компоненти один з одним у твердому і рідкому станах, тобто чи розчинні вони один в одному у твердому і рідкому станах, чи утворюють вони хімічні сполуки тощо.

Побудова діаграм стану здійснюється різними експериментальними методами. Звичайно, для цього найбільш часто користуються результатами термічного аналізу, тобто будують криві охолодження і за зупинками та згинами на цих кривих, що зумовлені тепловим ефектом перетворень, визначають температури фазових перетворень.

Для встановлення температур фазових перетворень (критичних точок) сплавів потрібно:

1. Приготувати низку сплавів системи, що вивчаються.

2. Розплавити сплави й повільно охолодити їх, фіксуючи залежність зниження температури від часу охолодження.

3. Побудувати криві охолодження кожного сплаву.

Маючи достатню кількість кривих охолодження сплавів цієї системи, а також криві охолодження чистих компонентів (утворюючих сплави), і визначивши на них температури початку і кінця фазових перетворень, можна побудувати діаграму стану. Для цього одержані критичні температури (точки) треба перенести на ординати відповідних сплавів. З’єднавши точки, що мають однакову фізичну суть, одержимо діаграму стану досліджуваної системи.

Для більш точної побудови діаграми стану в доповнення до термічного аналізу вивчають за допомогою мікроскопа і рентгенівських променів структуру сплавів різного складу і по-різному оброблених термічно, визначають різноманітні фізичні властивості сплавів тощо.