- •Министерство образования и науки украины
- •1. Железоуглеродистые сплавы
- •1.1. Компоненты железоуглеродистых сплавов
- •1.2. Диаграмма состояния железо-цементит (Fe-Fе3c)
- •1.3. Структурные составляющие в системе Fe – Fe3с
- •1.4. Характеристика отдельных точек и линии диаграммы Fe-Fe3с
- •Первичная кристаллизация белых чугунов происходит при 1147°с. Перекристаллизация – при 727 0с.
- •1.5. Влияние постоянных примесей на свойства углеродистой стали
- •2. Теория термической обработки
- •2.1. Классификация видов термической обработки
- •2.1. Превращения в стали при нагреве
- •2.2 Влияние величины зерна на свойства стали
- •2.3. Превращения в стали при охлаждении
- •2.4. Превращения в закаленной стали при нагреве
- •2.5. Влияние термической обработки на свойства стали
- •3. Технология термической обработки
- •3.1. Отжиг
- •3.2. Закалка.
- •3.2.1. Особенности закалки
- •3.2.2. Способы закалки.
- •3.2.3. Дефекты закалки.
- •3.3. Oтпуск стали.
- •3.4. Старение сплавов
- •4. Химико-термическая обработка (хто).
- •5. Классификация и принцип маркировки сталей. Углеродистые стали
- •5.1. Классификация сталей
- •5.2. Маркировка сталей
- •У8 - содержит 0,8 % с
- •Б – ниобий ц – цирконий п – фосфор а - азот (если буква находится в середине марки)
- •5.3. Легирующие элементы в стали
- •6. Конструкционные стали
- •6.1. Конструкционная прочность
- •6.2. Методы повышения конструкционной прочности.
- •6.3. Виды конструкционных сталей
- •7. Инструментальные стали и сплавы
- •7.1. Основные свойства инструментальных сталей и факторы, влияющие на них.
- •1. Эксплуатационные свойства.
- •2. Технологические свойства.
- •7.2. Стали для режущего инструмента.
- •7.3. Быстрорежущие стали.
- •8. Коррозия металлов. Стали и сплавы с особыми свойствами
- •8.1. Основные виды коррозии
- •8.2. Защита от коррозии (покрытия)
- •8.3. Контроль покрытий
- •8.4. Коррозионностойкие стали.
- •8.6. Жаропрочные стали
- •8.7. Сплавы с особыми упругими и тепловыми свойствами
- •8.8. Магнитные стали и сплавы
- •8.9. Сплавы с высоким электрическим сопротивлением
- •8.10. Графитизированная сталь
- •9. Микроскопический анализ сталей и чугунов
- •9.1. Общие сведения.
- •9.2. Крепление образцов. Шлифовка. Полировка.
- •9.3. Травление.
- •9.4. Микроанализ сталей
- •9.5. Микроанализ чугунов
- •9.6. Реактивы для выявления структуры сталей и чугунов
- •10. Макроскопический анализ металлов и сплавов
- •10.1. Сущность макроскопического анализа
- •10.2. Металлургические дефекты
- •10.3. Дефекты технологического происхождения
- •10.4. Эксплуатационные дефекты в условиях воздействия постоянных нагрузок
- •10.5. Эксплуатационные дефекты в условиях воздействия
- •11. Износостойкость сталей
8.9. Сплавы с высоким электрическим сопротивлением
Применяются для изготовления нагревательных элементов электрических печей и приборов и для реостатов. Требования, предъявляемые к этим сплавам, – это высокое удельное сопротивление, низкий температурный коэффициент электросопротивления, высокая окалиностойкость.
Для нагревательных элементов применяются сплавы на железной и никелевой основе (Х13Ю4 – фехраль, Х15Н60 – нихром, Х20Н80 – нихром), для реостатов – сплавы на медной основе (МНМц3-12 – манганин, МНМц40-1,5 – константан, МНМц43-0,5 – копель).
8.10. Графитизированная сталь
Эту сталь применяют как заменитель стали для штампов (У10, Х12Ф1) и высокомарганцовистой износостойкой стали Г13Л, работающей на удар и износ. Из-за повышенного содержания кремния часть углерода после термообработки переходит в графит. Эту сталь подвергают графитизирующему отжигу: например, нагрев до температуры Т = 840-860 0С, выдержка 5ч, охлаждение до температуры Т = 700 0С, выдержка 6ч, охлаждение с печью до температуры Т = 500 0С и охлаждение на воздухе. Сталь имеет ~1% графита и твердость 180 НВ. Графит имеет сфероидальную форму и равномерно распределен по всему объему. С целью повышения твердости сталь закаливают в воде или масле от Т = 840-860 0С и отпускают при т = 150-170 0С.
9. Микроскопический анализ сталей и чугунов
9.1. Общие сведения.
Микроскопический анализ (микроанализ) применяется для исследования металлов и сплавов (изучения кристаллического строения) при помощи металлографического микроскопа с увеличением от 50 до 2000 раз и больше с применением электронного микроскопа.
Микроанализ металлов и сплавов позволяет выявить форму зерен, их величину, наличие нескольких фаз. Выявляя структуру образца (шлифа) окислением поверхности, можно обнаружить концентрационные изменения в пределах одного зерна, выявить анизотропию зерен, а также мельчайшие выделения отдельных фаз.
Ошибки в результатах металлографического исследования чаще всего связаны с плохой очисткой абразивов, неполной сушкой после травления, приводящей к появлению пятен. Начальные стадии подготовки образцов для большинства металлов и сплавов, а также методика полировки может меняться в зависимости от типа материала.
Травление специфично для каждого материала и зависит от структуры.
9.2. Крепление образцов. Шлифовка. Полировка.
Диаметр образцов для исследования под микроскопом, к правило, не превышает 3 см. Образцы неправильной формы, очень мелкие и хрупкие материалы лучше всего монтировать в пластмассе. Сразу можно монтировать несколько образцов. Их обычно помещают в оправку лицевой стороной вниз, которую заполняют пластмассой (можно использовать эпоксидную смолу), получая монолитный блок.
Важно при этом, чтобы пластмассы не повлияли на структуру стали или другого материала. Некоторые термопластмассы при остывании интенсивно выделяют тепло.
Шлифовку проводят на шлифовальном станке шлифовальными кругами и начинают с абразивов с максимальным размером частиц (от 0,075 до 0,18 мм) до удаления следов резки. Затем образец поворачивают на 900 и шлифуют до удаления рисок от первой шлифовки. Повторяют шлифовку несколько раз, а затем используют более мелкие абразивные материалы, вплоть до 0,075мм. Скорость вращения кругов была 400 об/мин.
Механическую полировку также проводят с крупным и мелким абразивом (или полирующим веществом). Обычно полируют на горизонтальном круге, покрытом сукном с коротким ворсом. Используют суспензии или пасты, содержащие полирующие вещества. Скорость вращения кругов была 100-300 об/мин.
Полирующие вещества для сталей пониженной твердости – окиси алюминия, магния, хрома; для сталей повышенной твердости и чугунов – алмазные порошки разной дисперсности. Для подтверждения образования рельефа на поверхности образца, содержащего структурные составляющие, резко отличающиеся по твердости, при полировке используют нейлоновую ткань без ворса. Промывают шлиф дистиллированной водой.
Механическую шлифовку и полировку можно заменить частично химической или электролитической полировкой. Эти процессы обеспечивают преимущественное растворение выступов и формирование гладкой неповрежденной механическим воздействием поверхности. Это ускоряет приготовление образцов и часто улучшает качество исследования. Например, при изучении скольжения, обусловленного единичными дислокациями, электрополировка незаменима.
Химико-механическая полировка – метод ускорения полировки путем одновременного использования травителя. Например, при полировке медных сплавов полировочный круг смачивают аммиаком, что повышает химическую активность приповерхностного слоя.