Выдержка из текста работы
Задача № 3. Диаграмма состояния железо — цементит представлена на рисунке 1. Она показывает фазовый состав и структуру железоуглеродистых сплавов с концентрацией от чистого железа до цементита (6,67 % углерода).
Рисунок 1. Диаграмма состояния железо-цементит.
В рассматриваемой системе существуют следующие фазы: жидкий сплав, твердые растворы (феррит и аустенит), химическое соединение (цементит).
Жидкий сплав (Ж. С.) существует выше линии ликвидус ACD. Цементит Fe3C (Ц) — вертикальная линия DEKL. Область феррита (Ф) располагается левее линии GPQ. Область аустенита (А) — AESG.
На диаграмме точка А (1539°С) соответствует температуре плавления железа, а точка D (1600°С) — температуре плавления цементита. Точка С (911°С) — температура полиморфного превращения железа α ↔ γ
Точка С соответствует предельному содержанию углерода в аустените (2,14 % при температуре 1147°С). При понижении температуры растворимость углерода в аустените уменьшается по линии ES. В точке S она составляет 0,8 % при 727°С.
Точка Р — предельное содержание углерода в феррите 0,02 % при 727°С. При охлаждении до комнатной температуры растворимость углерода в феррите уменьшается по линии PQ до 0,005 %.
При температуре 1147°С жидкий сплав, содержащий 4,3 % углерода, кристаллизуется с образованием эвтектики (механической смеси двух фаз аустенита и цементита). При этом образуется структура ледебурита. Точка С на диаграмме — точка эвтектики, линия ECF — линия кристаллизации эвтектики.
При температуре 727°С аустенит, содержащий 0,8 % углерода, распадается на две фазы — цементит и феррит, т. е. происходит эвтектоидное превращение. При этом образуется структура, называемая перлитом. На диаграмме точка S — точка эвтектоида, линия PSK — линия эвтектоидного превращения.
Стали содержащие углерод 0,5% являются доэвтектоидными. В интервале температур ниже линии JE (1000 °С ) сплавы состоят из аустенита, который не меняется до температур, соответствующих линии GOS. далее ниже GOS по границам зёрен аустенита образуется зародыши феррита, которые растут превращаясь в зёрна. Чем больше углерода в стали тем меньше феррита. Эвтектоидное превращение аустенита происходит при температуре 727°С аустенит распадается с одновременным выделением из него феррита и цементита.. После окончательного охлаждения (20 °С ) сталь имеет структуру феррит + перлит.
В точке1 при температуре 1300°С сплав имеет однофазную структуру – аустенита.
В точке2 при температуре 600°С сплав имеет структуру двухфазную – феррит + перлит.
Задача № 48. Объясните, что такое коррозия металлов. Перечислите виды коррозии и кратко опишите химическую и электрохимическую коррозию. Расшифруйте марки сплавов : 5ХНМ, Р6М3, М75, У8А.
Коррозия металлов – это процессы, происходящие в результате химического воздействия окружающей среды, в результате которых происходит их разрушение. Коррозия металлов означает разъедание, — начинается также на их поверхности. Происходит химическое взаимодействие с окружающей средой. Это процесс является самопроизвольным, а также является следствием окислительно-восстановительных реакций с компонентами окружающей среды. В результате разрушения металла образуются продукты его окисления, а именно: оксиды, гидроксиды, иногда просто происходит его растворение в среде до ионного состояния. Такое превращение сопровождается существенным изменением свойств.
Известны различные виды коррозии металлов. Одним из основных является химическая, которую иногда ещё называют газовой, так как иногда она происходит под воздействием газообразных компонентов из окружающей среды при высоких температурах. Химическая коррозия может происходить и под воздействием некоторых агрессивных жидкостей. Основным этого процесса является то, что она происходит без возникновения в системе электрического тока. Ей подвергаются детали и узлы машин, работающих в атмосфере кислорода при высоких температурах, например турбинные двигатели, ракетные двигатели и некоторые другие, а также подвергаются детали узлы оборудования химического производства.
Другим распространённым видом разрушения металлов является электрохимическая коррозия — поверхностное разрушение в среде электролита с возникновением в системе электрического тока. Электрохимическая коррозия — разрушение в атмосфере, на почве, водоёмах, грунтах.
Атмосферная коррозия — протекает во влажном воздухе при обычной температуре. Поверхность металла покрывается плёнкой влаги, содержащей растворённый кислород. Интенсивность разрушения металла возрастает с ростом влажности воздуха, а также содержанием в нём газообразных оксидов углерода, серы, при наличиив металле шероховатостей, трещин облегчающих конденсацию влаги.
Почвенная коррозия — её подвержены трубопроводы, кабели, подземные сооружения. В этом случае металлы соприкасаются с влагой почвы, содержащей растворённый кислород. Во влажной почве, с повышенной кислотностью трубопроводы разрушаются в течение полугода после их укладки (конечно, если не принять меры по их защите).
Электрическая коррозия — происходит под действием блуждающих токов, возникающих от посторонних источников (линии электропередач, электрические железные дороги, различные электроустановки, работающие на постоянном электрическом токе). Блуждающие токи вызывают разрушение газопроводов, нефтепроводов,электрокабелей, различных сооружений. Под действием электрического тока на находящихся на земле металлических предметах появляются участки входа и выхода электронов — катоды и аноды. На анодных участках наблюдается наиболее интенсивное разрушение.
Характер разрушения поверхности металла может быть различным и зависит от свойств этого металла и условиях протекания процесса.
5ХНМ — cталь инструментальная штамповая
Применение: молотовые штампы паровоздушных и пневматических молотов с массой падающих частей свыше 3 т, прессовые штампы и штампы машинной скоростной штамповки при горячем деформировании легких цветных сплавов, блоки матриц для вставок горизонтально-ковочных машин.
Химический состав в % сплава 5ХНМ
С Si Mn Ni S P Cr Mo Cu
0.5 — 0.6 0.1 — 0.4 0.5 — 0.8 1.4 — 1.8 до 0.03 до 0.03 0.5 — 0.8 0.15 — 0.3 до 0.3
Р6М3 — cталь инструментальная быстрорежущая
Применение: для изготовления чистовых и получистовых инструментов небольших размеров при обработке конструкционных сталей
Химический состав в % сплава Р6М3
С Si Mn Ni S P Cr W V
0.85-0.95 до 0.5 до 0.4 до 0.4 до 0.03 до 0.03 3-3.6 3-3.6 5.5-6.5
М75 – перлит сыпучий, пористый, рыхлый, легкий, долговечный материал. Огнестоек: температура применения — от минус 200 до 900°С. Обладает тепло- и звукоизолирующими свойствами, высокой впитывающей способностью: способен впитать жидкости до 400% собственного веса. Биологически стоек: не подвержен разложению и гниению под действием микроорганизмов, не является благоприятной средой для насекомых и грызунов. Химически инертен: нейтрален к действию щелочей и слабых кислот. Перлит является экологически чистым и стерильным материалом, не токсичен, не содержит тяжелых металлов.
Si AL K Na Fe Ca Mg O2
33.8 7.2 3.2 3.3 0.6 0.6 0.2 47.2
Благодаря своим свойствам перлит вспученный нашел широкое применение в строительстве.
У8А — сталь инструментальная углеродистая.
Применение: для инструмента, работающего в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: фрез, зенковок, топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых, накатных роликов, кернеров, отверток, комбинированных плоскогубцев, боковых кусачек.
С Si Mn Ni S P Cr Cu
0.75 — 0.84 0.17 — 0.33 0.17 — 0.28 до 0.25 до 0.018 до 0.025 до 0.2 до 0.25
Задача № 68. Опишите виды термической и химико-термической обработки сталей. Дайте определение структурам, получаемым при распаде переохлажденного …….
ЛИТЕРАТУРА
1. Марочник сталей и сплавов.Зубченко А.С.,М .:Машиностроение, 2003.– 784с.
2. Технология металлов. Кнорозов Б.В., Усова Л.Ф., Третьяков А.В., Арутюнова И.А., Шабашов С.П.,Ефремов В.К. М.: Металлургия, 1974.– 648с
3. Технология конструкционных материалов. О.С.Комаров, Б.М.Данилко, В.Н.Коваленский, Г.Г.Макаева, О.В.Хренов, А.С.Чаус, В.Е.Чигринов. Под редакцией О.С.Комарова. Издание №2 исправленное. Мн.: Дизайн ПРО, 2001. – 560с.
