Процесс десульфурации чугуна в доменной плавке.

Размер зерна металла  сильно влияет на его механические свойства. Эти свойства, особенно вязкость и пластичность, выше, если металл имеет  мелкое зерно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Укажите плоскости и направления скольжения в металлах с решетками ОЦК и ГЦК. Объясните роль числа элементов скольжения на процесс пластической деформации.

Скольжение   осуществляется   в результате   перемещения  в кристалле дислокаций  при  действии  вдоль  плоскости  скольжения  касательных напряжений. В  плоскости  скольжения  обычно  расположены  десятки дислокаций. Критическое  напряжение сдвига наименьшее в плоскостях и направлениях с наиболее плотной  упаковкой атомов. Это объясняется  тем, что расстояние между такими атомными плоскостями наибольшее, а  значит, связь между ними наименьшая. В решетке ГЦК это плоскости, в  которых атомы  располагаются  в углах равносторонних треугольников, как показано на рис.2. Положение плоскости в пространстве определяется отрезками, отсекаемыми плоскостью по осям  x, y, z, в целых единицах периода решетки. Принято за кристаллографические  индексы брать обратные величины. В решетке ГЦК плоскости с наиболее плотной упаковкой отсекают одинаковые отрезки по осям, равные периоду решетки и обозначаются (111). В решетке   ОЦК (рис.1) наиболее плотноупакованными являются 12 плоскостей типа (110).

 

 

 

 

Рис 1

 

 

 

 

 

Рис 2

 

Плотноупакованные плоскости в решетках:

1) ОЦК, 2) ГЦК

Направления скольжения показаны на рис.2 стрелками.

В поликристаллическом металле  плоскости и направления скольжения в каждом зерне различные. Поэтому  при увеличении внешней силы скольжение первоначально начинается в наиболее благоприятно ориентированных зернах, где достигнуто критическое касательное  напряжение. Движение дислокаций, начавшееся в одном зерне, не может переходить в соседнее зерно с другой ориентацией  плоскостей скольжения. Достигнув границы  зерна, дислокации останавливаются  и могут только сближаться как  витки пружины, оказывая сопротивление  такому сближению. Для перемещения  дислокаций в соседних зернах требуется  увеличивать нагрузки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Кратко опишите способ  измерения твердости по Бринеллю.

Этот метод относится  к методам вдавливания. Испытание  проводится следующим образом: вначале  дают небольшую предварительную  нагрузку для установления начального положения индентора на образце, затем прилагается основная нагрузка, образец выдерживают под её действием, измеряется глубина внедрения, после чего основная нагрузка снимается. При определении твёрдости методом Бринелля, в отличие от метода Роквелла, измерения производят до упругого восстановления материала. Индентор (полированный закалённый стальной шарик) вдавливают в поверхность испытуемого образца (толщиной не менее 4 мм) с регламентированным усилием. Через 30 с после приложения нагрузки измеряют глубину отпечатка. В другом варианте усилие прилагается до достижения регламентированной глубины внедрения. Твёрдость по Бринеллю HB рассчитывается как «приложенная нагрузка», делённая на «площадь поверхности отпечатка»:

,

где  — приложенная нагрузка, Н;

 — диаметр шарика, мм;

 — диаметр отпечатка, мм,

или по формуле:

,

где  — глубина внедрения индентора.

 
Нормативными документами определены диаметры индентора, время экспозиции, глубина внедрения индентора.

• В России регламентированные нагрузки 49 Н, 127 Н, 358 Н, 961 Н, диаметр шарика 5 мм, глубины внедрения от 0,13 до 0,35 мм.

В разных спецификациях эти  значения различны.

• Наиболее распространённые диаметры шарика — 10, 5, 2,5 и 1 мм и нагрузки 187,5 кгс, 250 кгс, 500 кгс, 1 000 кгс и 3 000 кгс.
• Для выбора диаметра шарика обычно используют следующее правило: диаметр отпечатка должен лежать в пределах 0,2—0,7 диаметра шарика.

Твёрдость по шкале Бринелля выражают в кгс/мм².

Для определения твёрдости  по методу Бринелля используют различные  твердометры, как автоматические, так и ручные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Объясните, можно ли создать упрочнение свинца, если его подвергнуть деформации при комнатной температуре.

В зависимости от отношения  температуры деформации к температуре  рекристаллизации различают холодную и горячую деформацию.

Холодной деформацией  называют такую, которую проводят при  температуре ниже температуры рекристаллизации. Поэтому холодная деформация сопровождается упрочнением (наклепом) металла.

Деформацию называют горячей, если ее проводят при температуре  выше температуры рекристаллизации для получения для получения  полностью рекристаллизованной структуры.

Рекристаллизация – процесс зарождения и роста новых недеформированных зерен при нагреве наклепанного металла до определенной температуры.

А.А. Бочвар показал, что между температурным порогом рекристаллизации и температурой плавления металлов имеется простое соотношение: рекристаллизация начинается при температуре, составляющей одинаковую для всех металлов долю от температуры плавления по абсолютной шкале, а именно Т_п.р. = (0,3¸0,4)Т_пл. Последнее равенство справедливо для металлов сравнительно высокой технической чистоты (около 99,99%).

Температура начала рекристаллизации свинца:

(327 + 273)·0,4 - 273 = -33°С.

Следовательно деформация свинца при комнатной температуре является горячей деформацией.

Горячая деформация – деформация, после которой металл не получает упрочнения. Рекристаллизация успевает пройти полностью, новые равноосные зерна полностью заменяют деформированные зерна, искажения кристаллической решетки отсутствуют. Деформация имеет место при температурах выше температуры начала рекристаллизации.

 

 

 

6. Во всех областях на диаграмме (рис. 7) расставьте фазы, укажите физическую природу фаз, значение линий диаграммы. Опишите фазовые превращения, происходящие в сплаве Х, и определите химический состав фаз в одно-фазной (т. 1), двухфазной (т. 4) и трехфазной (т. 3) областях   сплава и количество каждой фазы в процентах в однофазной (т. 2) и двухфазной (т. 5) областях.

 

 

 

 

 

Список литературы.

1. Воронова Н.Л. Десульфурация чугуна магнием. М.: Металлургия, 1980.

2. Адаскин А.М. Материаловедение (металлообработка): Учебник. М.: ИРПО, 2000.

3. Материаловедение: Учебник для вузов/Под ред.Б.Н. Арзамасова.; М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004.

4. Материаловедение: Учебник для вузов/Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др.; М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003.

5. http://referats.allbest.ru/manufacture/8700212171.html