Структура и свойства покрытия из нержавеющей стали, напыленной на Сталь 3 и оплавленной электронным пучком
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
°стичностью, низкими пределами текучести и прочности. Микроструктура аустенита - полиэдрические зерна.
Цементит - это химическое соединение железа с углеродом - карбид железа Fе3С. В цементите содержится 6.67 % углерода. Цементит имеет сложную ромбическую решетку с плотной упаковкой атомов. В условиях равновесия в сплавах с высоким содержанием углерода образуется графит.
Графит. Кристаллическая решетка графита гексагональная слоистая. Межатомные расстояния в решетке небольшие и составляют 0.142 нм, расстояние между плоскостями равно 0.340 нм. Графит мягок, обладает низкой прочностью и электропроводностью [2].
Железо имеет основную долю по изготовлению и применению среди остальных металлов (в виде его сплавов - стали, чугуны, ферросплавы). Популярность железа связана с рядом таких причин: малой стоимостью, наилучшими механическими свойствами, возможностью массового изготовления и большой распространенностью ее руд в природе.
Сплавы железа являются основными конструкционными материалами, применяемыми в машиностроении, транспорте, строительстве и т.д. Варьируя состав и структуру, способы обработки, получают железоуглеродистые сплавы с самыми разнообразными свойствами, что делает их универсальными конструкционными материалами.
Стали - основной конструкционный материал, применяемый для производства машин, инструмента, приборов, различных аппаратов и конструкций. Их отличает благоприятное сочетание механических, физико-химических и технологических свойств.
Стали подразделяют по химическому составу, назначению, качеству, степени раскисления и типу структуры.
По химическому составу различают углеродистые и легированные стали.
Легированными (от лат. ligo - связываю, соединяю) называют стали, содержащие в своем составе специально введенными легирующие элементы (никель, хром, молибден, титан, ванадий вольфрам и др.), или стали с повышенным (более 0.5 - 1.0 %) содержанием кремния или марганца. Введение легирующих добавок в сталь повышает механические свойства или придает им специальные свойства, например жаростойкость, жаропрочность кислотостойкость и др. Так в зависимости от этих основных свойств легированные стали разделяют на три группы: нержавеющие (коррозионно-стойкие); жаростойкие (окалиностойкие) и жаропрочные. Нержавеющие стали обладают высокой химической стойкостью в агрессивных средах [3]. Повышение устойчивости стали против коррозии достигается введением в нее элементов, образующих на поверхности защитные пленки, прочно связанные с основным металлом и предупреждающие контакт между сталью и наружной агрессивной средой, а также повышающих электрохимический потенциал в разных агрессивных средах. Наиболее распространены из этой группы - хромистые (13-30% Сr), хромоникелевые (до 10-12% Ni), хромоникельмолибденовые стали [4].
Нержавеющие стали как конструкционный материал широко используют в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой промышленности и как декоративный материал - в архитектуре и автомобилестроении. Кроме того, они применяются для изготовления режущих инструментов, штампов, лопаток паровых турбин [3].
По назначению стали делят на следующие основные группы: конструкционные, инструментальные и стали специального назначения с особыми свойствами.
По качеству стали классифицируют на обыкновенного качества (выплавляют только углеродистые), качественные, высококачественные и особовысококачественные (выплавляют только легированные). Качество стали определяется совокупностью таких показателей, как однородность состава, строения и свойств стали. Качество стали снижают вредные технологические примеси: сера, фосфор, газы и по их содержанию судят о качестве стали.
Стали обыкновенного качества содержат от 0.06% S и 0.07% Р, качественные - не более 0.04% S и 0.035% Р, высококачественные - не более 0.025% S и 0.025% Р, особовысококачественные - менее 0.015% S и 0.025% Р.
По степени раскисления и характеру застывания металла в изложнице различают спокойную, полуспокойную и кипящую сталь.
По типу структуры стали классифицируют в отожженном и нормализованном состоянии. В отожженном состоянии в зависимости от типа структуры различают шесть классов сталей: доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные, ледебуритные (содержащие в структуре первичные карбиды), аустенитные (образуются при добавлении значительных количеств Ni или Mn), ферритные (при введении Сг, Si, V, W).
Для углеродистых сталей характерны структуры первых трех классов, для легированных - всех шести классов.
По типу структуры в нормализованном состоянии различают следующие основные классы сталей: перлитный, мартенситный, аустенитный и ферритный.
Углерод оказывает основное влияние на свойства стали. С увеличением содержания углерода в стали повышаются твердость и прочность, уменьшаются пластичность и вязкость.
В углеродистой стали кроме железа и углерода содержатся еще постоянные (технологические) примеси таких элементов, как сера, фосфор, кремний, марганец.
Кислород, азот и водород - вредные скрытые примеси. Их роль наиболее сильно проявляется в снижении пластичности и повышении склонности стали к хрупкому разрушению. Кислород и азот загрязняют сталь неметаллическими включениями (оксидами, нитридами) [3].
В данной дипломной работе рассматривается образец из материала сталь 3, которая является углеродистой конструкционной сталью обыкновенного качества. Сталь 3, как и все конструкционные стали, должна гарантировать длительную и надежную работу мате?/p>