Материаловеденье и строение металлов. Экзаменационные билеты с ответами

Билет10
1)Распад переохлажденного аустенита. Формирование структуры при перлитном,
мартенситном и бейнитном превращениях. Строение и свойства продуктов
распада.

Превращение аустенита в перлит при медленном охлаждении.

Превращение связано с диффузией углерода, сопровождается полиморфным

превращением

, выделением углерода из аустенита в виде цементита,

разрастанием образовавшегося цементита.

В зависимости от степени переохлаждения различают три области превращения.

Вначале, с увеличением переохлаждения скорость превращения возрастает, а затем
убывает. При температуре

727

и ниже

200

скорость равна нулю. При температуре

200

С равна нулю скорость диффузии углерода.

Закономерности превращения.
Образцы нагревают до температуры, при которой структура состоит из однородного

аустенита

(770

). Затем переносят в термостаты с заданной температурой (интервал

– 50

). Превращение аустенита можно легко обнаружить с помощью наблюдений за

изменением магнитных характеристик, так как аустенит парамагнитен, а феррит и
цементит обладают магнитными свойствами.

Получают серию кинетических кривых (рис. 12.5 а), которые показывают

количество образовавшегося перлита в зависимости от времени, прошедшего с начала
превращения.

Рис. 12.5. Кинетические кривые превращения аустенита при охлаждении (

);

диаграмма изотермического превращения аустенита (

б)

В начале наблюдается инкубационный подготовительный период, время, в течение

которого сохраняется переохлажденный аустенит. Превращение протекает с различной
скоростью и достигает максимума при образовании

50 %

продуктов распада.

Затем скорость начинает уменьшаться и постепенно затухает. С увеличением

степени переохлаждения устойчивость аустенита уменьшается, а затем увеличивается.

Горизонтальная линия

показывает температуру начала бездиффузного

мартенситного превращения. Такие диаграммы называются

диаграммами

изотермического превращения аустенита

(рис. 12.5 б).

При малых степенях переохлаждения, в области температур

727…550

С, сущность

превращения заключается в том, что в результате превращения аустенита образуется
механическая смесь феррита и цементита, состав которой отличается от состава
исходного аустенита. Аустенит содержит

0,8 %

углерода, а образующиеся фазы: феррит

–0,02 %,

цементит

– 6,67 %

углерола.

Время устойчивости аустенита и скорость его превращения зависят от степени

переохлаждения.

Максимальная скорость превращения соответствует переохлаждению ниже

температуры на

150…200

, то есть соответствует минимальной устойчивости

аустенита.

Механизм превращения аустенита в перлит

При образовании перлита из аустенита ведущей фазой является цементит.

Зарождение центров кристаллизации цементита облегчено на границе аустенитных
зерен. Образовавшаяся пластинка цементита растет, удлиняется и обедняет соседние
области углеродом. Рядом с ней образуются пластинки феррита. Эти пластинки растут
как по толщине, так и по длине. Рост образовавшихся колоний перлита продолжается до
столкновения с кристаллами перлита, растущими из других центров.

Свойства и строение продуктов превращения аустенита зависят от температуры, при

которой происходит процесс его распада.

Толщина соседних пластинок феррита и цементита определяет дисперсность

структуры и обозначается

. Она зависит от температуры превращения. В зависимости

от дисперсности продукты распада имеют различное название.

мм – перлит.

Образуется при переохлаждении до температуры

Т = 650…700

, или при скорости

охлаждения

охл

= 30…60

С/ч

. Твердость составляет

180…250

НВ.

мм – сорбит

Образуется при переохлаждении до температуры

Т = 600…650

С,

или при скорости

охлаждения

охл

= 60

С/с

. Твердость составляет

250…350

НВ. Структура

характеризуется высоким пределом упругости, достаточной вязкостью и прочностью.

мм – троостит

Образуется при переохлаждении до температуры

Т = 550…600

, или при скорости

охлаждения

охл

= 150

С/с

. Твердость составляет

350…450

НВ. Структура

характеризуется высоким пределом упругости, малой вязкостью и лпастичностью.

Твердость ферритно-цементитной смеси прямопропорциональна площади

поверхности раздела между ферритом и цементитом..

Если температура нагрева незначительно превышала теипературу А и полученый

аустенит неоднороден по составу, то при малой степени переохлаждения образуется
зернистый леплит.

Промежуточное превращение
При температуре ниже

550

С самодиффузия атомов железа практически не

происходит, а атомы углерода обладают достаточной подвижностью.

Механизм превращения состоит в том, что внутри аустенита происходит

перераспределение атомов углерода и участки аустенита, обогащенные углеродом
превращаются в цементит.

Превращение обедненного углеродом аустенита в феррит происходит по сдвиговому

механизму, путем возникновения и роста зародышей феррита. Образующиеся при этом
кристаллы имеют игольчатую форму.

Такая структура, состоящая из цементита и феррита, называется

бейнитом

Особенностью является повышенное содержание углерода в феррите (

0.1…0.2 %).

Дисперсность кристаллов феррита и цементита зависят от температуры

превращения.

При температуре

мм –

верхний бейнит.

Структура

характеризуется недостаточной прочностью, при низких относительном удлинении ( )
и ударной вязкости ( ).

При температуре

300

–

нижний бейнит.

Структура

характеризуется высокой прочностью в сочетании с пластичностью и вязкостью.

2)Классификация медных сплавов. Латуни и бронзы, их состав, марки, свойства,
применение.

Медь и ее сплавы

Медь имеет гранецентрированную кубическую решетку. Плотность меди 8,94 г/см

температура плавления 1083

С.

Характерным свойством меди является ее высокая электропроводность, поэтому она

находит широкое применение в электротехнике. Технически чистая медь маркируется:
М00 (99,99 % Cu), М0 (99,95 % Cu), М2, М3 и М4 (99 % Cu).

Механические свойства меди относительно низкие: предел прочности составляет

150…200 МПа, относительное удлинение – 15…25 %. Поэтому в качестве
конструкционного материала медь применяется редко. Различают две группы медных
сплавов:

латуни

– сплавы меди с цинком,

бронзы

– сплавы меди с другими (кроме

цинка) элементами.
Латуни.

Латуни могут иметь в своем составе до 45 % цинка. Повышение содержания цинка

до 45 % приводит к увеличению предела прочности до 450 МПа. Максимальная
пластичность имеет место при содержании цинка около 37 %.

По способу изготовления изделий различают латуни деформируемые и литейные.
Деформируемые латуни маркируются буквой Л, за которой следует число,

показывающее содержание меди в процентах, например в латуни Л62 Латуни имеют
хорошую коррозионную стойкость, которую можно повысить дополнительно присадкой
олова. Латунь ЛО70-1 стойка против коррозии в морской воде и называется ―морской
латунью―.

Добавка никеля и железа повышает механическую прочность до 550 МПа.
Литейные латуни также маркируются буквой Л, После буквенного обозначения

основного легирующего элемента (цинк) и каждого последующего ставится цифра,
указывающая его усредненное содержание в сплаве. Например, латунь ЛЦ23А6Ж3Мц2
содержит 23 % цинка, 6 % алюминия, 3 % железа, 2 % марганца.. Наилучшей
жидкотекучестью обладает латунь марки ЛЦ16К4. К литейным латуням относятся
латуни типа ЛС, ЛК, ЛА, ЛАЖ, ЛАЖМц.

Латуни являются хорошим материалом для конструкций, работающих при

отрицательных температурах.
Бронзы

Сплавы меди с другими элементами кроме цинка назаваются

бронзами.

Бронзы подразделяются на деформируемые и литейные.
При маркировке деформируемых бронз на первом месте ставятся буквы Бр, затем

буквы, указывающие, какие элементы, кроме меди, входят в состав сплава. После букв
идут цифры, показавающие содержание компонентов в сплаве. Маркировка литейных
бронз также начинается с букв Бр, затем указываются буквенные обозначения
легирующих элементов и ставится цифра, указывающая его усредненное содержание в
сплаве. Например, бронза БрО3Ц12С5 содержит 3 % олова, 12 % цинка, 5 % свинца,
остальное – медь.
Оловянные бронзы При сплавлении меди с оловом образуются твердые растворы.
Благодаря ликвации сплавы с содержанием олова выше 5 % имеют в структуре
эвтектоидную составляющую Э(

), состоящую из мягкой и твердой фаз. Такое

строение является благоприятным для деталей типа подшипников скольжения: мягкая
фаза обеспечивает хорошую прирабатываемость, твердые частицы создают

Билет11
1)Упрочняющая  термическая обработка сплавов с переменной растворимостью
компонентов в твердом состоянии. Структура и  свойства закаленных  сплавов.
Виды выделений при старении, их влияние на свойства сплавов.

Термическая обработка сплавов с переменной растворимостью компонентов в твердом

состоянии
Переменная растворимость компонентов
в твердом состоянии дает возможность
значительно упрочнять сплавы путем
термической обработки. Это привело к
широкому использованию сплавов этого
типа — стареющих сплавов в качестве
конструкционных материалов
повышенной и высокой прочности; при-
меняют стареющие сплавы на алюми-
ниевой, медной, железной, никелевой,
кобальтовой, титановой и других осно-
вах.
Рассмотрим принцип упрочняющей
термической обработки стареющих
сплавов на примере системы с промежу-
точным соединением (рис.а).
К термически упрочняемым относятся
сплавы составов от точки а до
промежуточного соединения

A B

, в

которых при охлаждении из твердого
раствора выделяются вторичные
кристаллы

A B

. При этом степень

упрочнения тем выше, чем больше масса
вторичных кристаллов и равновесном
сплаве (рис.б).
Рассмотрим для примера сплав I состава

точки С который в равновесном состоянии имеет двухфазную структуру, состоящую из
кристаллов твердого раствора концентрации точки а и относительно крупных
вторичных кристаллов

A B

.Сопротивление движению дислокаций подрастает по мере

уменьшения расстояний между частицами упрочняющей фазы, т. е. сплав I станет
прочнее, когда и место немногочисленных крупных включений образуется большое
количество мелких. Наибольшее препятствие для движения дислокаций создают
включения, отстоящие друг от друга на 25-50 межатомных расстояний. В большинстве
стареющих сплавов желательная дисперсная структура образуется в результате
термической обработки, состоящей из двух операций закалки и старения.
При закалке сплавы нагревают до температур, обеспечивающих распад вторичных
кристаллов. Для рассматриваемого сплава I такой будет температура, несколько
превышающая

(см. рис. а). Быстрым охлаждением с температуры закалки полностью

подавляю процесс выделения вторичных кристаллов и в результате получают одно-

фазный сплав - перенасыщенный компонентом В твердый раствор. Перенасыщение
твердого раствора относительно мало сказывается на повышении твердости и
прочности, незначительно изменяется и пластичность сплавов.
Пересыщенный    твердый     раствор представляет    собой     неравновесную структуру
с повышенным уровнем свободной энергии. Поэтому, как только подвижность атомов
окажется достаточно большой, твердый раствор будет распадаться - начнется процесс
старения. Старение, происходящее при  повышенных температурах, называют искус-
ственным. В сплавах на основе низкоплавких металлов старение может происходить
при   температуре   20-25 С в процессе выдержки после закалки; такое старение
называют  естественным. При старении уменьшается концентрация    пересыщающего
компонента в твердом растворе; этот компонент расходуется на образование выделений.
Тип    выделений     (кристаллическая структура), их размер и характер сопряженности с
решеткой твердого раствора зависят как от вида сплава, так и от условий старения т. е.
от температуры и времени выдержки.
В общем случае при распаде перенасыщенных твердых растворов могут возникать
образования следующих типов (они перечисляются и порядке возрастания энергии
активации зарождения):
1) зоны Гинье-Престона;
2) кристаллы метастабильной фазы;
3) кристаллы стабильной фазы.
Зоны Гиньс-Престона (зоны ГП) представляют собой весьма малые
(субмикроскопические) обьемы твердого раствора с резко повышенной концентрацией
растворенного компонента, сохраняющие решетку растворителя. Скопление
растворенных атомов вызывает местное изменение периода решетки твердого раствора.
При значительной разнице в размерах атомов А и В, как это, например, наблюдается в
сплавах Al-Cu, зоны ГП имеют форму дисков, толщина которых (учитывая искажения
решетки) составляет несколько межатомных расстояний (рис. а), диаметр 10-50 нм.
Диски закономерно ориентированы относительно пространственной решетки
растворителя. При небольшом различии в атомных диаметрах компонентов, как,
например, в сплавах Al-Zn, обогащенные зоны имеют форму сфер.

Метастабильные фазы имеют иную пространственную решетку, чем твердый раствор,
однако существует сходство в расположении атомов в определенных атомных
плоскостях той ил иной решетки, что вызывает образование когерентной {или полу
когерентной) границы раздела. Когерентная граница при некотором различии кристал-
лической структуры приводит к появлению переходной зоны с искаженной решеткой
(рис.,6). Для метастабильных фаз характерна высокая дисперсность, что значительно
повышает сопротивление движению дислокаций.

Стабильная фаза

A B

, имеет сложную пространственную решетку с пониженным

числом элементов симметрии и е большим числом атомов в элементарной ячейке.
Вторичные кристаллы со стабильной структурой в большинстве сплавов выделяются в
виде достаточно крупных частиц. Значительное различие кристаллической структуры
твердого раствора и стабильных кристаллов приводит к образованию некогерентной
границе раздела
(рис. в) и, соответственно, к минимальным искажениям решетки твердого   раствора
вблизи границы. Упрочнение   сплава   при   образовании стабильных кристаллов

A B

оказывается меньшим, чем при образовании зон ГП и мета стабильных когерентных
кристаллов.

Кривые старения (рис.) принят
строить в координатах твердость
(прочность)-длительность
старения (при постоянной
температуре). Условно примем,
что максимальное упрочнение
сплава I (см. рис. 5.4)
достигается при выделении зон
ГП.

Температура t0 выбрана настолько невысокой, что распада пересыщенного твердого
раствора не происходит и, соответственно, не наблюдается изменения твердости
(прочности) закаленного сплава.
Старение при температуре t1, вызывает повышение прочности вследствие образования
зон ГП; если данная температура недостаточна для того, чтобы активировать
зарождение метастабильных кристаллов, то твердость (прочности) достигнет
максимального  значения и в   дальнейшем   не   будет   изменяться сколь     угодно
длительное     время (рис. 5.6, сплошная линия). Если температура t1 достаточная для
зарождения метастабильных  кристаллов,  то  твердость после достижения
максимального значения начнет понижаться, сплав будет ―перестариваться‖ (рис. 5.6,
штриховая линия).

2)Конструкционные стали нормальной прочности: углеродистые
конструкционные стали обыкновенного качества и качественные стали. Состав,
маркировка, упрочняющая обработка и применение.

Углеродистые стали обыкновенного качества. Допускается повышенное содержание
вредных примесей, а так же газонасыщенность и загрязненность неметаллическими
включениями. Наиболее дешевые, технологичные и обладающие прочностью,
достаточной для изготовления металлоконструкций различного назначения.
Маркируются сочетанием букв «Ст» и цифрой (от 0 до 6), показывающей номер марки.
Степень раскисления обозначают в спокойных сталях - «сп», в полуспокойных - «пс», в
кипящих – «кп».
Для всех сталей, кроме Ст0, справедлива формула: С(%) 0,07 номер марки.
Концентрация марганца в стали Ст1 0,25-0,50%, в стали Ст6 0,50-0,80%. Три марки
стали производят с повышенным содержанием марганца(0,80-1,1%), на что указывает
буква «Г» в маркировке: Ст3Гпс, ст3Гсп, Ст5Гпс.
Содержание кремния зависит от способа раскисления стали: у кипящих – не более
0,05%, у полуспокойных – не более 0,15%, у спокойных – не более 0,30%.
Прокат подразделяют на 4 группы: сортовая сталь, листовая сталь, специальные
профили и трубы.
Углеродистые качественные стали. Характеризуются более низким, чем у сталей
обыкновенного качества, содержанием вредных примесей и неметаллических
включений
Маркируются двухзначными числами: 08, 10, 15, 20,…, 60, обозначающими среднее
содержание углерода в сотых долях процента.
Спокойные стали маркируются без индекса, полуспокойные и кипящие соответственно
«пс» и «кп».
Содержание кремния: в кипящих сталях не более 0,30%, в полуспокойных 0,05 – 0,17%.
Содержание марганца повышается по мере увеличения концентрации углерода от 0,25
до 0,80%.
Низкоуглеродистые стали по назначению подразделяют на 2 подгруппы:

Малопрочные и высокопластичные.

Цементуемые – стали 15, 20, 25. Предназначены для деталей небольшого размера,

от которых требуется твердая, износостойкая поверхность и вязкая сердцевина.
Поверхностный слой после цементации упрочняют закалкой в воде в сочетании с
низким отпуском.

Среднеуглеродистые стали 30,…, 55 отличаются большей прочностью, но меньшей
пластичностью, чем низкоуглеродистые. Их применяют после улучшения,
нормализации и поверхностной закалки. В улучшенном состоянии – достигаются
высокая ударная вязкость, пластичность и малая чувствительность к концентраторам
напряжений.

Билет12
1)Диаграмма состояния двойных сплавов с промежуточной фазы постоянного
состава. Фазовый и структурный анализ. Механические свойства в зависимости от
состава (правило Курнакова)

Диаграмма состояния представлена на рис.
По внешнему виду диаграмма похожа на диаграмму состояния сплавов с

ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Отличие в том, что
линии предельной растворимости компонентов не перпендикулярны оси концентрации.
Появляются области, в которых из однородных твердых растворов при понижении
температуры выделяются вторичные фазы.

На диаграмме:

df – линия переменной предельной растворимости компонента В в компоненте А;
ek – линия переменной предельной растворимости компонента А в компоненте В.

Кривая охлаждения сплава I представлена на рис. 5.7 б.

Рис. 5.7. Диаграмма состояния сплавов, испытывающих фазовые превращения в

твердом состоянии (а) и кривая охлаждения сплава (б)

Процесс кристаллизации сплава I:

до точки 1 охлаждается сплав в жидком

состоянии. При температуре, соответствующей точке 1, начинают образовываться
центры кристаллизации твердого раствора  . На участке 1–2 идет процесс
кристаллизации, протекающий при понижающейся температуре. При достижении
температуры соответствующей точке 2, сплав затвердевает, при дальнейшем понижении
температуры охлаждается сплав в твердом состоянии, состоящий из однородных
кристаллов твердого раствора  . При достижении температуры, соответствующей
точке 3, твердый раствор  оказывается насыщенным компонентом В, при более низких
температурах растворимость второго компонента уменьшается, поэтому из  -раствора
начинает выделяться избыточный компонент в виде кристаллов

. За точкой 3 сплав

состоит из двух фаз: кристаллов твердого раствора и вторичных кристаллов твердого
раствора

.Так как вид диаграммы, также как и свойства сплава, зависит от того, какие

соединения или какие фазы образовали компоненты сплава, то между ними должна
существовать определенная связь:

правило Курнакова.

При образовании механических смесей свойства изменяются по линейному закону.

При образовании твердых растворов с неограниченной растворимостью свойства

сплавов изменяются по криволинейной зависимости,
3.

При образовании твердых растворов с ограниченной растворимостью свойства в

интервале концентраций, отвечающих однофазным твердым растворам, изменяются по
криволинейному закону, а в двухфазной области – по линейному закону.
4. При образовании химических соединений концентрация химического соединения
отвечает максимуму на кривой. Эта точка перелома, соответствующая химическому
соединению, называется сингулярной точкой

Билет13
1)Отпуск закаленных сталей. Влияние легирующих элементов на превращения
закаленных сталей при нагреве. Структура и свойства отпущенных сталей.
Отпускная хрупкость.

Отпуск – термическая обработка стали, заключающаяся в нагреве закаленной на
мартенсит стали до температуры ниже критической, выдержки при этой температуре
и охлаждении на воздухе.
Цель отпуска: Улучшение механических свойств закаленной стали, снижение
хрупкости, повышение пластичности, некоторое снижение твердости и прочности.
Закалка + Отпуск = Улучшение свойств стали.
Исходная структура – мартенсит закалки: высокое содержание углерода, сильно
искаженная кристаллическая решетка, значительное напряжение в структуре, высокая
степень неравновесности.

Виды отпуска:

1) Низкотемпературный отпуск (низкий отпуск):

Исходная структура – мартенсит закалки,
температура отпуска t

отп

= 150–250° C. В

результате отпуска – мартенсит отпуска и -
карбиды.
При повышении температуры активизируется диффузия. Часть атомов углерода
покидает кристаллы мартенсита, концентрируется в локальных областях, где
образуется карбид железа (-карбид). Размеры этих карбидов очень небольшие.
Результат низкого отпуска: уменьшение степени пересыщенности мартенсита и, как
следствие, снижение внутреннего напряжения, немного снижается твердость и
прочность. Мартенситная структура в целом сохраняется, снижается склонность
стали к хрупкому разрушению.

2) Среднетемпературный отпуск (средний отпуск):

Исходная структура – мартенсит закалки,
температура отпуска t

отп

= 250–450° C. В

результате отпуска – тростит отпуска.
При повышении температуры активизируется диффузия. Диффузия углерода при
такой температуре достаточна для превращения мартенсита в перлитную структуру,
но не достаточна для перемещения углерода на большие расстояния. В итоге
образуется смесь феррита и цементита. Особенности среднего отпуска: маленький
размер кристаллов, кристаллы равноостные, мелкодисперсные. Такая структура
называется тростит отпуска. Такая структура обладает высокой прочностью и
твердостью и достаточным запасом пластичности. Используется для ответственных,
сильно нагреваемых деталей (пружины, рессоры).

3) Высокотемпературный отпуск (высокий отпуск):

Исходная структура – мартенсит закалки,
температура отпуска t

отп

= 450–650° C. В результате

отпуска – сорбит отпуска.
Процессы аналогичны среднему отпуску, но увеличивается расстояние, на которое

смещаются атомы углерода. Диффузия происходит интенсивнее, чем в случае
среднетемпературного отпуска, увеличиваются размеры кристаллов феррита и
цементита. Такая структура называется сорбит отпуска. В результате высокого
отпуска повышается пластичность, снижается хрупкость, одновременно уменьшается
твердость и прочность. Используется для ответственных, сильно нагреваемых деталей
под ударными нагрузками.

Основным легирующим элементом является хром

(0,8…1,2)%.

Он повышает

прокаливаемость, способствует получению высокой и равномерной твердости стали.
Порог хладоломкости хромистых сталей - (0…-100)

С.

Дополнительные легирующие элементы.
Бор - 0.003%. Увеличивает прокаливаемость, а такхе повышает порог хладоломкости

(+20…-60

Марганец – увеличивает прокаливаемость, однако содействует росту зерна, и

повышает порог хладоломкости до

(+40…-60)

С.

Титан

(~0,1%)

вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали.

Введение молибдена

(0,15…0,46%)

в хромистые стали увеличивает

прокаливаемость, снихает порог хладоломкости до

–20…-120

. Молибден увеличивает

статическую, динамическую и усталостную прочность стали, устраняет склонность к
внутреннему окислению. Кроме того, молибден снижает склонность к отпускной
хрупкости сталей, содержащих никель.

Введение в хромистые стали никеля, значительно повышает прочность и

прокаливаемость, понижает порог хладоломкости.

С повышением температуры отпуска ударная вязкость увеличиваеться однако есть

два температурных интервала при которых у конструкционных сталей она заметно
снижаеться: 250-350 и 500-600 c. Понижение вязкости соответсвено называют
отпускной хрупкостью первого и второго рода.

2)Конструкционные стали, выбор которых определяется технологичес кими
свойствами: стали с высокой обрабатываемостью резанием, свариваемостью,
штампуемостью. Состав, марки, обработка, применение.

Конструкционными называются стали, предназначенные для изготовления деталей
машин (машиностроительные стали), конструкций и сооружений (строительные стали).

Стали с повышенной обрабатываемостью резанием
Наиболее часто применяют автоматные стали А12, А20, А40, имеющие

повышенное содержание серы (0.08-0.3%), фосфора (<=0.05%) и марганца (0.7-1.0%).
Сталь 40Г содержит 1.2-1.55% Mn.

Фосфор, повышая твердость, прочность и охрапчивая сталь, способствует

образованию ломкой стружки и получению высокого качества поверхности.

Стали обладают большой анизотропией механических свойств, склонны к

хрупкому разрушению, имеют пониженный предел выносливости. Поэтому сернистые
автоматные стали применяют лишь для изготовления неответственных изделий -
преимущественно нормалей или метизов.

Стали для холодной штамповки

Для обеспечения высокой штампуемости отношение

0.2

стали должно быть 0.5-

0.65 при не менее 40%. Штампуемость стали тем хуже, чем больше в ней углерода.
Кремний, повышая предел текучести, снижает штампуемость, особенно способность
стали к вытяжке. Поэтому для холодной штамповки более широко используют
холоднокатаные кипящие стали 08кп, 08Фкп (0.02-0.04% V) и 08Ю (0.02-0.07% Al).

Билет14

1)Строение реальных кристаллических материалов. Характеристика дефектов
кристаллического строения, их влияние на механические свойства твердых тел.

Неоднородный химический состав и внешние условия вызывают дефекты
кристаллической решетки. Выделяют дефекты трех типов:

точечные (вакансии, внедренные атомы);

линейные (краевые и винтовые дислокации);

объемные (микропоры, трещины, газовые пузырьки).

Точечные дефекты:
Вакансия – отсутствие атома в узле кристаллической решетки.

Внедренные атомы: а) чужеродный атом в узле кристаллической решетки; б) атом

вне узла, в межузельном пространстве.

Повышают электропроводимость, а на механические

свойства не

влияют.

Линейные дефекты:

Дислокации: краевые – оборванный край атомной

плоскости внутри кристаллической решетки; винтовые –
условная ось внутри кристалл, относительно которой закручиваются
атомные плоскости в процессе кристаллизации.

При увеличение плотности дислокаций и уменьшении их подвижности
Прочность увеличиваеться в несколько раз

Объемные дефекты:
Возникают из-за влияния внешних условий кристаллизации или под действием
внешних нагрузок. В результате несколько вакансий дают пору; несколько линейных
дислокаций – трещину.

Влияние дислокаций на процесс деформирования кристалла.

Наличие дислокаций значительно облегчают движение
атомных плоскостей друг относительно друга и способствует
уменьшению предела прочности. В результате
деформирования дислокации могут выходить за грани
кристалла. Под действием значительных усилий в кристалле
могут возникать новые дислокации, облегчающие деформирование кристалла
(площадка текучести). Дислокации переплетаются.

Если дислокаций нет, то требуется значительное усилие, чтобы деформировать

материал. Чем больше дислокаций, тем меньше усилие необходимое для деформации
образца. Начиная с некоторой концентрации дислокаций деформация затрудняется,
дислокации мешают движению друг друга. Возникает эффект упрочнения. Структура,
возникающая при большом количестве мешающих друг другу дислокаций.

– плотность дислокаций;

Материаловеденье и строение металлов. Экзаменационные билеты с ответами - часть 3