- •Ионное взаимодействие. Причины возникновения. Влияние на структуру и свойства.
- •Ковалентное взаимодействие. Причины возникновения. Влияние на структуру и свойства.
- •Металлическое взаимодействие. Причины возникновения. Влияние на структуру и свойства.
- •Линейные дефекты. Причины возникновения. Влияние на свойства.
- •Поверхностные дефекты. Причины возникновения. Влияние на свойства.
- •Объемные дефекты. Причины возникновения. Влияние на свойства.
- •Сплавы железа с углеродом. Применение правил отрезков и концентраций.
- •Несовершенная упругость.
- •Термоупругий эффект.
- •Хрупкость и вязкость, характеристики вязкости, факторы, влияющие на хрупкость и вязкость. Эксплуатационная надежность. Примеры материалов высокой надежности.
- •Релаксационная стойкость. Материалы, обладающие высокой релаксационной стойкостью, стабильностью формы и размеров при термообработке.
- •Направления повышения эксплуатационных свойств конструкционных материалов.
- •Разновидности отжига первого рода.
- •Разновидности отжига второго рода.
- •Закалка с полиморфным превращением (закалка стали). Отпуск.
- •Закалка без использования полиморфного превращения. Старение.
- •Термомеханическая обработка (тмо). Химико-термическая обработка (хто).
- •Общая характеристика углеродистых сталей. Маркировка. Свойства.
- •Легированные стали. Маркировка. Преимущества легированных конструкционных сталей. Недостатки легированных сталей.
- •2) Увеличением прочности и вязкости ф:
- •Алюминий и его сплавы.
- •10. Магний и его сплавы.
- •11. Бериллий и его сплавы.
- •12. Медь и ее сплавы. Латуни.
- •13. Медь и ее сплавы. Бронзы.
- •14. Медноникелевые сплавы.
- •15. Титановые сплавы.
- •17. Зависимость структуры и свойств полимеров от температуры.
- •20. Поливинилхлорид. Полистирол.
- •21. Полиформальдегид. Поликарбонаты.
- •22. Полиамиды. Фторопласты.
- •23. Полиэтилентерефталат.
- •24. Полиуретаны. Полиметилметакрилат.
- •25. Полиимиды. Кремнийорганические полимеры.
- •26. Эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые, фенолформальдегидные смолы
- •27. Полимеры с наполнителями (наполненные полимеры). Эластомеры.
- •28. Клеи на основе термореактивных полимеров. Клеи на основе термопластичных полимеров.
- •29. Композиционные материалы и конструкционная керамика.
Легированные стали. Маркировка. Преимущества легированных конструкционных сталей. Недостатки легированных сталей.
Легированные конструкционные стали
С целью улучшения свойств конструкционных сталей производится их легирование - введение в состав стали химических элементов, к которым в первую очередь относятся:
Cr (Х), Ni (Н), Mn (Г), Si (С), Mo (М), W (В), V (Ф), B (Р), Al (Ю), Co (К), Ti (Т), Nb (Б), N (А). При этом маркировка сталей включает указанные в скобках обозначения элементов с числами, отображающими их процентное содержание, например, сталь 12Х18Н10Т содержит~0,12% C, ~18% Cr, ~10% Ni, ~1% Ti (содержание, близкое к 1% числом не отображается).
Легированию подвергаются качественные, высококачественные (в конце маркировки буква А) и особовысококачественные (в конце маркировки буква Ш) стали.
По составу легированные стали подразделяются на мало- (до 5%), средне- (до 10%) и высоко- (свыше 10%) легированные, которые могут быть мало- (0,25%C), средне- (до 0,7%C) и высоко- (свыше 0,7%C) углеродистыми. Конструкционные легированные стали обычно содержат не более 0,5%C, так как большая концентрация приведет к резкому увеличению хрупкости стали после закалки. Преимущества легирования проявляются в результате упрочняющей термической обработки стали.
Преимущества легированных конструкционных сталей.
Преимущества легированных конструкционных сталей по сравнению с углеродистыми заключаются:
- в возможности улучшения комплекса механических свойств (под комплексом механических свойств понимают сочетание прочности и вязкости. Улучшение комплекса свойств подразумевает получение более высокой прочности при заданной вязкости (или более высокой вязкости при заданной прочности).
- в возможности придания сталям особых свойств: высокой коррозионной стойкости, немагнитности, жаропрочности, жаростойкости и т.д.).
Улучшение комплекса механических свойств легированных сталей по сравнению с углеродистыми обеспечивается:
1) Увеличением прокаливаемости – способности стали закаливаться на мартенсит во внутренних слоях детали, определяющей толщину закаленного слоя (или критический диаметр с заданным количеством мартенсита). Углеродистые стали имеют низкую прокаливаемость вследствие высокой критической скорости закалки Vкр, которая оказывается больше, чем скорость охлаждения Vохл внутренних слоев (рис. 36, а).
Рис. 36. Зависимость толщины закаленного на мартенсит (М) слоя от скорости охлаждения образца Vохл и критической скорости закалки Vкр;. а) М образуется в поверхностном слое, где Vохл> Vкр1;; б) М образуется по всему сечению детали, так как Vохл> Vкр2 во всех точках.
Повышение прокаливаемости при легировании связано со снижением Vкр (рис. 36, б) всеми легирующими элементами, кроме Co.
Рост прокаливаемости позволяет:
- увеличить толщину закаленного слоя, что особенно важно для деталей работающих на сжатие-растяжение,
- уменьшить скорость охлаждения при закалке и таким образом снизить уровень остаточных напряжений, появляющихся за счет неравномерности охлаждения,
- существенно упростить технологию термической обработки и конструирование для деталей больших сечений и сложной формы.
Считается, что повышение прокаливаемости является главным достоинством легированных конструкционных сталей, обеспечивающим улучшение комплекса механических свойств.