Контрольная работа по "Материаловедению"

«+»: ускоренный процесс, меньше деформация коробления.

 

Конструкционные стали:

• углеродистые

1. низкоуглеродистые (C < 0.3%)

2. средне-(C = 0.3…0.6%)
3. высоко-(C > 0.6%)

• легированные

1. низколегированные ЛЭ < 5%
2. средне- ЛЭ < 10%
3. высоко- ЛЭ > 10%

По качеству и количеству примесей:

	S, P не более %
Обыкновенного качества	0.055	0.045
Качественные	0.04	0.035
Высококачественные	0.025	0.025
Особовысококачественные	0.015	0.025

По степени  раскисления:

1. Спокойные – СП (раскислене Mn, Si, Al)
2. Полуспокойные – ПС
3. Кипящие – КП (раскисление только Mn)

По структуре:

1. Перлитные: углеродистые и низколегированные
2. Маренситные: средне- и высоколегированные.
3. Аустенитные: с повышенным процентом Ni, Mn, Cr. у них интервал Mn – Mk, лежит в отрицательной области.
4. Ферритные: с повышенным процентом Cr или Si; имеют устойчивую ферритную структуру.

По прочности:

1. нормальной s < 1000 Мпа
2. повышенной s = 1000…1500 Мпа
3. высокопрочные s > 1500 Мпа

Углеродистые стали обыкновенного качества:

Ст. 0	СП, ПС, КП	С<0.23	Металлоконструкции (фермы мостов, и т. д.) – где  важна жесткость, которая обеспечивает констр. и технологичность. Ст. 3 – слабонагруженные детали
Ст. 1	СП, ПС, КП	С=0.06..0.12
Ст. 2	СП, ПС, КП	С=0.09..0.15
Ст. 3	СП, ПС, КП	С=0.14..0.22
Ст. 4	СП, ПС, КП	………………..
Ст. 5	СП, ПС	………………..	Детали грузоподъемных машин, где нет ограничений по массе.
Ст. 6	СП, ПС	С=0.38..0.49

 

Углеродистые  качественные стали:

Ст. 08	ПС, КП	количество С  – в сотых долях процентов.	малопрочные, высокопластичные. Шайбы, гайки, прокладки.
Ст. 10	ПС, КП
Ст. 15	ПС, КП		Цементируемые. Кулачки, толкатели, шестерни.
Ст. 20	ПС, КП
Ст. 25
Ст. 30			Улучшение, нормализация, закалка. Шатуны, валы, оси.
Ст. 35
Ст. 40
Ст. 55

 

Х – хром; Н - никель; Г - марганец; С - кремний; М - молибден; В - вольфрам; Т - титан; Ф - ванадий; Ю - алюминий; Д - медь; Б - ниобий; Р - бор; К - кобальт;

Легированные  конструкционные стали:
Низкоуглеродистые стали:
15Х – перлитный  класс – дешевые		Используются  в состоянии наибольшего упрочнения, т. е. после закалки и низкого  отпуска со структурой бейнита.	Цементуемые детали.
25ХГМ – перлитный  класс – дешевые
30ХГТ – перлитный  класс
20ХН3А – перлитный  класс
12Х2Н4А – перлитный класс – повыш. прочн.
18Х2Н4МА
Среднеуглеродистые  стали:
40Х	Высокие механические свойства, после термического улучшения  – закалки и высокого отпуска  на структуру сорбита.			Работают не только в условиях статических, но и  циклических нагрузок Валы, штоки, шатуны.
40ХГТР
30ХГСА
38Х2МЮА
Высокопрочные легированные стали:
30ХГСНА	Большое содержание С. Большое количество легирующих добавок				Самолетостроение
40ХГСН3ВА

 

А – автоматные, С – свинец, Е – селен, Ц  – кальций, А, АС, АЦ, - среднее содержание С в сотых долях процента.

Материалы с  хорошей обработкой резаньем:

Автоматные сернистые  стали:	А11, А12, А20, А35, А40Г	крепежные, малонагруженные  детали
Автоматные свинцово-содержащие стали	АС14, АС40, АС12ХН, АС30ХМ	детали двигателей
Автоматные кальцитосодержащие стали	АЦ20, АЦ30, АЦ40Х	термически упрочняемые  детали

Медь – ГЦК, красноватого цвета, полиморфных превращений  нет. Легирующие элементы: Al, Fe, Ni, Sn, Zn, Ag. Не растворимые: Pb, Bi.

«-»: высокая  плотность, плохая обрабатываемость резаньем.

Л90	Деформируемые	Томпак
Л68
ЛА77-2	Литейные
ЛАН59-3-2
ЛЖМц59-1-1
ЛС59-1
ЛК80-3		Арматура
ЛО70		морские латуни

Al, Fe, Ni, Sn, Si – легирующие элементы, повышающие корроз. стойкость

Деформируемые бронзы:
БрО6,5 – 1,5	Оловянные бронзы		Антифрикционные материалы, с хорошей обрабатываемостью  резаньем. Водная арматура.
БрОЦ4 – 3
БрОЦС4 – 4 – 2,5
БрКН1-3	Кремнистая бронза – упругие св-ва.		прутки, проволока
БрАЖН10-4-4	Алюминиевая бронза		клапана, детали работающие на износ, втулки
Литейные бронзы:
БрО3Ц7С5Н1		Оловянные бронзы		Пружины
БрО10Ф1

 

Подшипниковые стали:

ШХ4, ШХ15, ШХ15ГС, ШХ20ГС -

Ш – подшипниковая, Х – хром, СГ – легирование  кремнием и марганцем; Ш – электрошлаковый  переплав.

Крупногабаритные  подшипники – 12ХН3А, 12Х2Н4А + цементация.

В условиях коррозии – 95Х18

Стали для зубчатых колес:

18ХГТ, 30ХГТ, 12Х2Н4А, 20Х3МВФА

Антифрикционные материалы:

Баббиты:	Мягкие, на основе олова или свинца. Очень хороши по антифрикц. св-вам., но имеют малый  предел сопр. усталости.	Подшипники отв. Назначения
Б83 – оловянная
БК2 – свинцово-кальциевая
Бронзы:		Монолитные подшипники скольжения
БрО10Ф1; БрС30;
Алюминиевый сплав: А09 - 2		Опоры трения приборов
Пластмассы:		Подшипники станов, гребных винтов.
Капрон
Текстолит

 

Материалы малой  плотности:

	s	удельная	E	Удельная
Mg	430	21	0.45	2300
Al	700	23	0.71	2400
Ti	1500	30	1.12	2600
Be	660	37	3.10	16100

Алюминиевые сплавы: - ГЦК, нет полиморфных превращений, малая плотность, хорошая пластичность и корроз. стойкость.

особой чистоты  – А999; высокой чистоты – А995, А99, А95; технической чистоты –  А85, А8.

1. Деформируемые, не упрочняемые ТО. (Al - Mn) – АМц, АМr2
2. Деформируемые, упрочняемые ТО. (Al – Cu – Mg – дюрали) – Д1, Д16, Д18
3. Литые (Al – Si - силумины) – АК6, АК8

Литейные алюминиевые сплавы: АЛ2, АЛ4, АЛ9, АЛ32

Магниевые сплавы – Mn - серебристо-белого цвета, ГПУ, нет полиморфных превращений, низкая плотность, хорошая обрабатываемость резаньем, гасит вибрац. нагрузки. Высокая удельная прочность.

Mn96 (99.96%), Mn95 (99.95%), Mn90 (99.90%). Примеси Fe, Cu, Ni – понижают пластичность.

1. Деформируемые: МА5, МА11, МА14, МА19
2. Литейные: МЛ5, МЛ8, МЛ10

Титановые сплавы:

Титан – серый  цвет, две полиморфные модификации (Ti_a - до 882 – ГПУ; Ti_a - ОЦК, 900), хорошие механические свойства, малая плотность, коррозионная стойкость. Механические св-ва зависят от примесей: О, Н, N, С (они повышают твердость, но уменьшают пластичность). Титановые сплавы в основном подвергают: отжигу, закалке и старению, ХТО.

ВТ5	+ Al
ВТ5 – 1	+ Al + Sn + Zr
ОТ4 – 1	+ Mn + V + Nb + Mo
ОТ4
ВТ20
ВТ6
ВТ22

Анизотропия – неодинаковость св-в по различным направлениям

Кристаллографическое  направление – луч проведенный из начала координат, его индексами координат ближайшей частицы, через которую будет проведен луч [110].

Кристаллографическое  плоскости – обозн. индексами (hkl), обратные единичным отрезкам m, n, p, которые они отсекают на координатных осях (111).

Полиморфизм –  способность элемента при изменении  внешних условий, существовать в различных кристаллических формах. Такие формы называются – аллотропическими модификациями. Наиболее выражен у Ме кристаллов.

Сплав – сложный материал, состоящий из нескольких компонентов.

Фаза – однородная часть сплава, имеющая границы  раздела, в пределах которых химический состав, строение и свойства постоянны.

Фазы:

ТвёрдыйРаствор  – без изменения кристаллической  решетки (либо А, либо Б)

ПромежуточнаяФаза – с образованием какой-либо промежуточной  КР.

Дефект –  любое нарушение регулярности структуры.

Деформация – изменение формы и размеров ТТ под действием внешних усилий.

РО – термическая  обработка, состоящая в нагреве  Ме, выжержке и последующем медленном  охлаждении.

Равновесной наз., устойчивая во времени и определенном интервале температур, структура.

линия Ликвидус -  геометрическое место точек определяющих температуру начала первичной кристаллизации.

линия Солидус - геометрическое место точек определяющих температуру  окончания первичной кристаллизации.

Правило концентраций:

для определения концентраций фаз, необходимо через заданную точку провести горизонталь до персечения с линиями ДС. Проекции точек пересечения на линию концентраций состав фаз.

Правило отрезков:

количественное соотношение  между фазами обратно пропорционально  отрезкам горизонтали, между точкой, определяющей положение сплава, и точками (а,с), определяющими составы фаз.

g и a - аустенит – Fe_g(C) (ГЦК) – твердый раствор внедрения С в Fe_g, мягкая пластичная фаза но более прочная, чем феррит. HB-160…200

Fe3C – цементит – промежуточная фаза, имеющая сложную ромбоэдрическую структуру; твердая, но хрупкая фаза. НВ-800…1500

феррит – близок по составу  к чистому железу.

TO – тепловое воздействие для целенаправленного изменения структуры и свойств сплавов.

Мартенсит – пересышенный твердый раствор углерода в альфа железе, полученный при полиморфном превращении

Закаливаемость сталей –  способность увеличивать твердость  при закалке.

Прокаливаемость – толщина  слоя, закаленного на М.

КП (конструкционная прочность) – комплексная характеристика, включающая критерии: прочности (сопротивление материалов пластич. деформациям), жесткости (сопротивление материала нарастанию упругой деформации), надежности (вероятность отсутствия внезапных разрушений), долговечности.