Формирование структуры материалов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?готовлены так же, как микрошлифы.
Испытания на ударный изгиб.
Испытания проводят на стандартных образцах прямоугольного сечения с концентратором напряжений посредине. Образец разрушают одним ударом маятникового копра. По шкале копра определяют полную работу удара К. По формуле определяют ударную вязкость:
=K/S0,
где S0 - начальная площадь поперечного сечения образца в месте концентратора напряжений.
В зависимости от вида и формы концентратора напряжений ударную вязкость обозначают KCU, KCV или KCT.
Также этот вид испытаний проводят при различных температурах для определения порога хладноломкости - температуры перехода металла от вязкого разрушения к хрупкому. По результатам испытаний строят кривую зависимости ударной вязкости от температуры испытания.
Хрупкий и вязкий характер разрушения при ударном изгибе для стали можно различить по виду излома. Порог хладноломкости определяют по проценту волокна (В, %) матовой, волокнистой составляющей в изломе. За порог хладноломкости Т50 принимается температура, при которой имеется 50 % волокна в изломе.
Испытания на усталость.
Усталостью метала называют разрушение под действием повторяющихся или знакопеременных напряжений.
Усталостный излом состоит из двух зон:
зона усталости
зона долома
Трещина чаще возникает на поверхности. Сопротивление металла циклическому нагружению характеризуется пределом выносливости, т.е. наибольшим напряжением, которое может выдержать металл без разрушения за большое число циклов N (105-108 и более)
Для испытание на усталость используют не менее 10 образцов которые подвергают знакопеременным напряжениям. Каждый образец испытывают при определённой нагрузке и подсчитывают число циклов нагружения, которые привели к разрушению образца. По данным эксперимента строят график зависимости числа циклов нагружения от величины напряжения.
Горизонтальный участок, т.е. максимальное напряжение, не вызывающее разрушения при бесконечно большом числе перемен нагрузки, соответствует пределу выносливости ?R.
1.5 Термическая и химико-термическая обработка металлов и сплавов
Термическая обработка - это изменение структуры стали путём нагрева выдержки и охлаждения с соблюдением установленных режимов.
Обозначение критических точек стали при нагреве и охлаждении.
Ас- нагрев
Аr - охлаждение
. Ас1=727С - эвтектоидная реакция при нагреве - П>А
Аr1=727С - эвтектоидная реакция при охлаждении - А>П
.Ас2=768С - исчезновение магнитных свойств при нагреве.
Аr2=768С - появление магнитных свойств при охлаждении.
. Ас3 - критическая точка доэвтектиктоидных сталей (линия GS) - превращение Ф>А при нагреве.
Аr3-критическая точка доэвтектоидной стали, показывающая превращение А>Ф при охлаждении.
.Асm- критическая точка заэвтектоидных сталей (линия ES), показывающая превращение А-ЦII.
Превращения в сталях при нагреве.
а) доэвтектоидная сталь состоит из Ф и П.
Ас1 - П>А
(Ас1-Ас3) - Ф>А
>Ас3 - выравнивание концентрации углерода в аустените и рост зёрен аустенита.
б) эвтектоидная сталь состоит из П.
Ас1 - П>А
>Ас1 - выравнивание концентрации углерода в аустените и рост зёрен аустенита.
в) заэвтектоидные стали состоят из П и ЦII
Ас1 - П>А
(Ас1- Асm) - ЦII>А
> Асm - выравнивание концентрации углерода в аустените и рост зёрен аустенита.
Размер зерна стали задаётся при нагреве и при охлаждении он не изменяется, поэтому сталь нагревают не более чем на 30 - 50С выше критической точки.
Превращения в сталях при охлаждении
Перлитное превращение происходит при наименьшей скорости охлаждения (вместе с печью или на воздухе) и имеет диффузионный характер. Оно заключается в диффузии атомов углерода из аустенита с образованием цементита и последующем полиморфном превращении аустенита в перлит. В результате образуется структура, состоящая из пластинок феррита и цементита.
а) При охлаждении со скоростью менее 50оС/сек в интервале температур 727-650оС образуется перлит с толщиной смежных пластинок феррита и цементита 0,6-1 мкм.
б) При охлаждении со скоростью 50-100оС/сек в интервале температур 650-600оС образуется сорбит с толщиной смежных пластинок феррита и цементита 0,2-0,3 мкм (рис.22 а).
в) При охлаждении со скоростью 100-150оС/сек в интервале температур 600-500оС образуется троостит с толщиной смежных пластинок феррита и цементита 0,1-0,15 мкм (рис.22 б).
Чем меньше толщина пластинок феррита и цементита, тем выше твёрдость.
Рис. 22. Структура сорбита (а) и троостита (б)
2. Бейнитное превращение происходит при охлаждении со скоростью 150-200оС/сек в интервале температур 500-250оС. В начале превращения ещё возможна диффузия атомов углерода с образованием небольших включений цементита, но при температуре, близкой к 250оС, она прекращается и аустенит превращается в низкоуглеродистый мартенсит.
. Мартенситное превращение происходит при охлаждении со скоростью более 200оС/сек в интервале температур ниже 250оС. Диффузия атомов углерода при таких низких температурах невозможна, поэтому аустенит превращается в мартенсит - пересыщенный твёрдый раствор углерода в Fe?, обладающий максимальной твёрдостью (рис.23).
Рис. 23. Структура мартенсита
Любой вид термической обработки включает 3 этапа:
. нагрев.
. выдержка
. охлаждение
Виды термической обработки:
.отжиг
. нормализация
. закалка
. отпуск
. термомехан