Формирование структуры материалов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?а пороков, ввиду их пониженной магнитной проницаемости выходят за пределы поверхности изделия и затем входят в него, образуя неоднородное магнитное поле. Поэтому при покрывании изделий магнитными порошками частицы порошков располагаются над пороком, образуя резко очерченные рисунки.
Ультразвуковая дефектоскопия.
Ультразвуковая дефектоскопия позволяет испытывать не только ферромагнитные, но и парамагнитные материалы и выявлять пороки в их толщине на значительной глубине (свыше 1 м), где они не могут быть обнаружены магнитным методом.
Для исследования материалов применяют ультразвуковые колебания частотой от 2 до 10 МГц. При такой частоте колебания распространяются в материале подобно лучам, почти не рассеиваясь по сторонам. Ими можно просвечивать материалы на глубину свыше 1 м. Ультразвук отражается на поверхности раздела разнородных сред. Поэтому ультразвук не проходит через трещины, раковины, включения, образуя акустическую тень. Для излучения и приёма ультразвука пользуются ультразвуковыми дефектоскопами, снабжёнными пьезоэлектрическим излучателями и приёмниками.
Метод радиоактивных изотопов.
В металлургии и металловедении радиоактивные изотопы применяют для разных целей. Например, в шлак вводят радиоактивные изотопы фосфора, серы, марганца и изучают скорость перехода этих элементов в металл и скорость восстановления их равновесного распределения между металлом м шлаком в металлургических плавках при изменении температуры или состава шлака. Введение радиоактивного углерода в железо при цементации позволяет изучить скорость диффузии и распределения углерода в нём.
Для выявления распределения олова в никеле в жидкий сплав добавляют радиоактивное олово; затвердевший сплав кладут на кассету с фотопластинкой и после соответствующей выдержки пластинку проявляют. Получают микрорадиограмму, на которой места расположения атомов радиоактивных изотопов засвечены. Атомы радиоактивного изотопа ведут себя так же, как обычные атомы, что позволяет определить расположение исследуемых атомов.
Радиоактивные изотопы помогают следить за износом кладки металлургических печей, деталей машин и т.д. При пользовании радиоактивными изотопами необходимо строго соблюдать правила предосторожности от опасного облучения.
1.2 Формирование структуры литых материалов
Кристаллизация - процесс перехода металла из жидкого состояния в твёрдое кристаллическое.
Металл, как любая термодинамическая система, стремится к более устойчивому состоянию, обладающему наименьшим запасом свободной энергии. Графики зависимости свободной энергии жидкого и твёрдого состояния металла от температуры имеют вид.
Кривые пересекаются в точке, соответствующей равновесной температуре tр, при которой одновременно происходят плавления и кристаллизация металла. Для того, чтобы устойчиво происходила кристаллизация, необходимо переохладить металл ниже равновесной температуры. Степень переохлаждения будит равна разности равновесной температуры tр и температуры кристаллизации tк.
?t= tр - tк
Кривые охлаждения чистого металла, построенные в результате кристаллизации образцов с различной скоростью представлены на рисунке.
Из графиков видно, что чем выше скорость охлаждения, тем больше степень переохлаждения ниже равновесной температуры.
Теорию кристаллизации сформулировал Чернов Д.К.: при охлаждения металла ниже равновесной температуры в нём возникают участки кристаллического строения - зародыши (центры) кристаллизации. При дальнейшем охлаждении они растут. В местах сопрокосновения с гранями соседних кристаллов они прекращают свой рост, но продолжается рост граней, соприкасающихся с жидкой фазой. В результате они приобретают неправильную геометрическую форму, поэтому кристаллы металла называют зернами или кристаллитами.
Факторы влияющие на размер зерна при кристаллизации.
Скорость охлаждения (чем она выше, тем меньше зерно);
Температура нагрева металла.
Химический состав металла, в том числе присутствие в расплавленном металле тугоплавких примесей, которые являются центрами кристаллизации и измельчают зерно.
Модифицирование - введение в расплавленный металл небольшого количества примесей, практически не влияющих на химический состав металла и образующих тугоплавкие соединения, с целью измельчения зерна.
Дендриты - это кристаллы древовидной формы, чаще всего образующиеся при кристаллизации.
зона - тонкая плотная корочка из мелких равноосных дендритов, образующихся при высокой скорости охлаждения в первый момент кристаллизации.
зона - столбчатые кристаллы, вытянутые вдоль линии теплоотвода.
зона - крупные равноосные кристаллы, образующиеся при медленном охлаждении и равномерном теплоотводе в последний момент кристаллизации в центре слитка.
В случае сильного перегрева металла и быстрого охлаждения третья зона не образуется - это называется транскристаллизацией.
.3 Диаграммы состояния сплавов
Сплав - это вещество, полученное сплавлением двух и более компонентов.
Компонент - это химические элементы, входящие в состав сплава.
Фаза - это однородная часть сплава, имеющая одинаковый состав, строение, свойства, агрегатное состояние и отделённая от других фаз границей раздела.
Под структурой сплавов понимают форму, размеры, характер взаимного расположения фаз в металлических сплавах.
Виды фаз в метал