- •1.Материаловедение, как наука о строении и свойствах материалов, её основоположники
- •2.Кристаллическое состояние, типы кристаллических решеток, их параметры. Строение кристаллов. Анизотропия кристаллов, квазиизотропия свойств сплавов.
- •3.Металлографический метод изучения металлов.
- •4.Спец методы изучения сплавов (рентгеновский, микрорентгеноспектральный, фрактографический, радиографический).
- •5.Закономерности процесса кристаллизации
- •6.Строение слитка и факторы, на него влияющие
- •Превращения в твердом состоянии (аллотропические и магнитные превращения).
- •8.Типы структурных составляющих, присутствующих в металлических сплавах
- •9. Построение диаграмм состояния методом термического анализа.
- •10. Правила фаз и отрезков
- •11. Диаграмма состояния для сплавов, образующих механические смеси кристаллов двух компонентов
- •12. Диаграмма состояния для сплавов образующие неорганические твердые растворы.
- •18. Понятие о тройных диаграммах состояния.
- •19. Механические свойства материалов и методы их определения(твердость, прочность, пластичность, ударная вязкость).
- •20. Влияние деформации на структуру и свойства материала. Роль дефектов кристаллического строения в изменении прочности материала.
- •21. Процессы, происходящие при нагреве деформированных материалов( отдых, полигонизация, рекрестализация).
- •22. Диаграмма состояния железо – углерод, характеристики и свойства структурных составляющих.
- •23. Углеродистые стали, их классификация, маркировка. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей.
- •24.Конструкционные стали общего назначения ( стали обычного качества, качественные, высококачественные, листовые стали для холодной штамповки, автоматные стали).
- •25. Чугуны, их классификация, маркировка. Влияние углерода, постоянных примесей, скорости охлаждения на структуру и свойства чугунов.
- •26. Диаграмма состояния железо-графит, процесс графитизации.
- •27.Получение белого, серого, ковкого, высокопрочного чугунов, их структура, свойства применение.
- •28 Термическая обработка, ее параметры, методы осуществления.
- •29. Классификация видов термической обработки, их связь с диаграммами состояния.
- •30. Структурные превращения при термообработке стали и их классификация. Виды термообработки стали.
- •31. Превращение в стали при нагреве. Образование и рост аустенитного зерна.
- •32. Превращения в стали при охлаждении. Диаграмма изотермического превращения аустенита.
- •33.Мартенситное превращение и его особенности.
- •34. Превращение при отпуске закалённой стали.
- •35. Термомеханическая обработка стали.
- •36. Способы и параметры закалки стали. Прокаливаемость и закаливаемость. Поверхностная закалка сталей.
- •37. Отжиг и нормализация стали, их назначение и способы осуществления.
- •40. Классификация и маркировка легированных сталей.
- •41. Цементуемые и улучшаемые машиностроительные конструкционные стали, их термич-я обр-ка, св-ва и применения.
- •42. Рессорно-пружинные, шарикоподшипниковые стали, их термомобр-ка, св-ва и применение.
- •43. Инструментальные некрасностойкие стали для изготовления режущего инструмента, их обработка и св-ва. Быстрорежущие стали. Твердые сплавы.
- •44.Быстрорежущие стали. Твердые сплавы.
- •45. Инструментальные стали для оснастки холодного и горячего деформирования металлов, их термическая и химико – обработка, структура и свойства.
- •46. Жаропрочные, жаростойкие и нержавеющей стали, их термообработка, свойства и применение.
- •47. Высокопрочные мартенситно-стареющие стали.
- •48. Сплавы с заданным значением тепловых коэффициентов расширения и модуля упругости, магнитотвердые, магнитомягкие, немагнитные материалы.
- •49. Магнитотвердые, магнитомягкие, немагнитные материалы.
- •50. Алюминий и его сплавы, литейные и деформируемые алюминиевые сплавы, их назначение, термообработка и свойства.
- •51. Медь и ее сплавы. Латуни, бронза, их свойства,
- •52. Цинк, свинец олово, магний.
- •53. Тугоплавкие металлы, их использование в промышленных сплавах.
- •54. Полимерные материалы.
- •56. Силикатные материалы
- •Содержание
33.Мартенситное превращение и его особенности.
МАРТЕНСИТ – структура сплавов, возникающая при их термической обработке при быстром охлаждении. В железоуглеродистых сплавах (сталях и чугунах) мартенсит возникает при содержании углерода более 0,3% при закалке в воде. Перед закалкой сталь нагревается до температур, обеспечивающих переход феррита и перлита в аустенит (выше 723° С). Кристаллическая структура мартенсита тетрагональна, элементарная ячейка имеет форму прямоугольного параллелепипеда, атомы железа расположены в вершинах и центре ячейки, атомы углерода в объеме ячеек. Структура неравновесна, и в ней есть большие внутренние напряжения, что в значительной степени определяет высокую твердость и прочность сталей с мартенситной структурой. Мартенситное превращение, полиморфное превращение, при котором изменение взаимного расположения составляющих кристалл атомов (или молекул) происходит путём их упорядоченного перемещения, причем относительные смещения соседних атомов малы по сравнению с междуатомным расстоянием. Перестройка кристаллической решётки в микрообластях обычно сводится к деформации ее ячейки, и конечная фаза мартенситного превращения может рассматриваться как однородно деформированная исходная фаза. Величина деформации мала (порядка 1—10 %) и соответственно мал, по сравнению с энергией связи в кристалле, энергетический барьер, препятствующий однородному переходу исходной фазы в конечную. Необходимое условие мартенситного превращения, которое развивается путем образования и роста областей более стабильной фазы в метастабильной, — сохранение упорядоченного контакта между фазами. Мартенситное превращение при охлаждении происходит не при постоянной температуре, а в определенном интервале температур, при этом превращение начинается не при температуре распада аустенита в равновесных условиях, а при на несколько сотен градусов ниже. Оканчивается превращение при температуре значительно ниже комнатной. Таким образом, в интервале температур мартенситного превращения в структуре стали, наряду с мартенситом, есть и остаточный аустенит.
34. Превращение при отпуске закалённой стали.
М –> П (Б, С, Т)
Структурные превращения, происходящие при отпуске, анализируют при помощи ДИЛАТОМЕТРА. На нём фиксируются незначительные изменения размеров. При изменении структурного состояния изменяются размеры детали. Аустенит имеет минимальный удельный объём, мартенсит – максимальный. При закалке, когда образуется в основном мартенсит, то объём увеличивается, поэтому всегда закалка идёт с изменением размеров. Если пропорционально изменяется размер, то это деформация, если изменилась ещё и форма – коробление. Дилатометрическая кривая отпуска: На первой стадии размеры уменьшаются – распадается мартенсит. Из зак. мартенсита выделяются мелкодисперсные карбидные включения по определённым атомно-кристаллическим плоскостям мартенсита. Карбид – метастабильный и отличается от цементита Fe3C. Он имеет формулу Fe2C. Твёрдость уменьшается, но незначительно. Температура этой стадии обычно 150-250 С для углеродистых сталей, для легированных – смещение вверх. Структурная составляющая (феррито-карбидная смесь) наз. мартенсит отпущенный. Она имеет игольчатое строение и её можно назвать беенитом. Феррит, входящий в состав мартенсита отпущенного имеет повышенное содержание углерода. Вторая стадия связана с превращением остаточного аустенита в мартенсит. Поэтому растут размеры. Одновременно продолжает выделяться карбидная фаза. Твёрдость продолжает уменьшаться. На третьей стадии происходит укрупнение частиц ферритно-карбидной смеси и карбид на этой стадии имеет уже цементитное строение (Fe3C). Углерод из феррита уже практически весь выделился. Образуется структурная составляющая – тростит. Твёрдость продолжает уменьшаться. На четвёртой стадии продолжается коагуляция феррито-карбидной смеси и образуется структура – сорбит. Твёрдость опять уменьшается. У феррита уже нету никакого перенасыщения углеродом. Температура этой стадии 450-500 С. С повышением температуры при переходе от первой к четвёртой стадии уменьшается уровень внутренних напряжений. Первая и вторая стадии обычно соответствуют низкому отпуску. Третья – среднему. Четвёртая – высокому отпуску. Низкий отпуск 150-300 С, средний 300-450(500) С, высокий 500(600) С и выше. Под действием легирующих элементов стадии 1, 2, 3, 4 смещаются в область более высоких температур. Для некоторых особо высоколегированных сталей первая стадия может сдвинутся в сторону 500-550 С. Отп. хр. 1 рода есть у всех сталей (~300 C), т.е. падает ударная вязкость. Таких температур стараются избегать. Отп. хр. 2 рода (~выше 500-550 С) – это обратимая хрупкость, которая проявляется только у стали, легированной хромом и марганцем, при медленном охлаждении. Если охлаждать быстро, то она не проявляется. Если проявилась отпуск. хр. при медленном охлаждении, то её можно устранить. Для этого повторно нагреть под отпуск, а затем быстро охладить. Устранение этой хрупкости способствует легирование молибденом. Аналогично влияет вольфрам, только эффект меньше. При отпуске образуется тростит, сорбит зернистого строения. При втором превращении тоже образуется Т и С, но уже пластинчатого строения. Зернистые структуры обеспечивают выше комплекс механических свойств: выше пластичность и вязкость, твёрдость и прочность почти одинаковая, лучше обрабатываемость резанием. На практике осуществляют операции термообработки: нормализация и улучшение. В том и другом случае получают сорбит. После нормализации – пластинчатый, после улучшения – зернистый сорбит. Улучшение – это сочетание закалки с последующим высоким отпуском.