Технология конструктивных материалов

Министерство образования и науки Украины

Донбасский государственный технический университет

Кафедра обработки металлов давлением и металловедение

Контрольная работа материаловедению

Технология конструктивных материалов

Выполнил: ст.гр.ММК-07з

Крутой С.В. шифр

Проверил: Коробко Т.В.

Алчевск 2008г.

Вариант 29

1.Опишите условия образования неограниченных твердых растворов

2.Вычертите диаграмму состояния железо - карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Укажите линии ликвидус и солидус, опишите превращения, происходящие в системе железо - карбид железа (перитектическое, эвтектическое, эвтектоидное). Что такое феррит, аустенит, цементит, перлит и ледебурит? Укажите области существования сплавов: технически чистое железо, стали, чугуны.

Укажите содержание углерода и структуру (при комнатной температуре) доэвтектоидной, эвтектоидной и заэвтектоидной стали.

Укажите содержание углерода и структуру (при комнатной температуре) в доэвтектических, эвтектическом и заэвтектических чугунах.

Опишите процесс кристаллизации сплава содержащего 1,9 % С.

Расшифруйте маркировку сталей (назначение, качество, химический состав): СтЗсп, сталь 70, сталь У9А, 15Х5М.

Расшифруйте маркировку чугунов: СЧ24, ВЧ80, КЧ35-30.

3. Используя диаграмму изотермического превращения аустенита, объясните, почему нельзя получить в стали чисто мартенситную структуру при охлаждении ее со скоростью, меньшей критической скорости закалки.

4. Резиновые материалы. Общие требования, предъявляемые к резиновым материалам. Применение.

5. Особые способы сварки. Диффузионная сварка в вакууме.

1. Металлический сплав получают сплавлением двух или более металлов; сплавлением преимущественно металлов с неметаллами; спеканием порошков нескольких метал лов. Существуют и другие методы получения сплавов. Полученное соединение обладает более высокими свойствами, чем чистые металлы.

Элемент, входящий в состав сплава, называется компонентом. Компонент, преобладающий в сплаве количественно, называется основным. Компоненты, вводимые и сплав для придания ему нужных свойств, называются легирующими. Совокупность компонентов сплава называется системой.

Сплавы классифицируют по числу компонентов -- на двойные (бинарные), тройные, четверные и многокомпонентные; по основному элементу -- железные, алюминиевые, магниевые, титановые, медные и т. д.; по применению--конструкционные, инструментальные, жаропрочные, антифрикционные, пружинные, шарикоподшипниковые и т. д.; по плотности--тяжелые (на основе вольфрама, рения, свинца и др.), легкие (алюминиевые, магниевые, бериллиевые и др.); по температуре плавления-- тугоплавкие (сплавы на основе ниобия, молибдена, тан тала, вольфрама и др.), легкоплавкие (припои, баббиты, типографские сплавы и т. д.); по технологии изготовления полуфабрикатов и изделий --литейные, деформируемые, спеченные, гранулированные, композиционные и т. д.

В зависимости от природы компонентов и от соотношения массовых количеств их сплавы после затвердевания могут образовывать механические смеси, твердые растворы и химические соединения.

Твердый раствор образуется тогда, когда кристаллы сплава содержат одновременно несколько компонентов, которые могут входить в состав кристаллов в произвольных весовых количествах. При образовании твердых растворов кристаллическая решетка растворителя сохраняется, изменяются только ее параметры. Твердые растворы могут быть с ограниченной и неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Установлено, что если кристаллические решетки компонентов одинаковы и атомные размеры отличаются не более чем на 15%, то такие компоненты образуют твердые растворы.

По типу расположения атомов растворимого элемента твердые растворы делятся на две группы -- замещения и внедрения.

На рис. 1, а показана кристаллическая решетка твердого раствора замещения. Атомы компонента А частично замещают атомы компонента В (основного металла). В твердых растворах внедрения атомы растворенного вещества Л располагаются в промежутках кристаллической решетки между атомами растворителя В. Чаще всего это имеет место, когда в металле растворяются неметаллические элементы.

Компоненты входят в состав химического соединения в строго определенных соотношениях. Образование химического соединения сопровождается возникновением новой кристаллической решетки. Свойства химического соединения резко отличаются от свойств элементов, образующих его.

2. Сплавы железа с углеродом (стали, чугуны) являются наиболее распространенными материалами в машино-и приборостроении.

Железо (Fе) -- блестящий светло-серый металл. Атомный помер 26, плотность 7,87 Мг/м³, температура плавления 1539 °С, температура кипения 2880°С, модуль нормальной упругости 210 ГПа. Механические свойства железа зависят от его чистоты. Временное сопротивление при растяжении технически чистого железа составляет 300...400 МПа, предел текучести -- 100...250 МПа, относительное удлинение -- 30...50%, относительное сужение--70...80%, НВ 60...90.

Углерод (С) в железоуглеродистых сплавах находится в химически связанном или свободном состоянии. Атомный номер 6, плотность 2,6 Мг/м³, температура плавления 4000 °С, температура кипения 4200 °С. Он имеет две кристаллические модификации -- графита и ал маза. При нормальных условиях стабилен графит, он имеет гексагональную решетку; алмаз получается при высоких давлениях и температурах, имеет кубическую (метастабильную) решетку.

В зависимости от температуры и содержания угле рода железоуглеродистые сплавы образуют ряд структурных составляющих (фаз).

Феррит (Ф)--твердый раствор внедрения углеродава-железе, имеет кубическую объемно-центрированную решетку, максимальная растворимость при 727°С составляет 0,02% С. Феррит магнитен, на диаграмме состояния Ре -- С занимает областьGPq. Феррит характеризуется низкой прочностью = 250 МПа, и твердостью (НВ 80...100) и высокой пластичностью = 50 %--80 %.

Аустенит (А) -- твердый раствор внедрения угле рода в b-железе, имеет кубическую гранецентрированную решетку. Предельная растворимость углерода в b-железе при температуре 1147°С -- 2,14 %. Аустенит немагнитен, на диаграмме состояния занимает область AESO. Он имеет твердость НВ 160 при b = 40...50 % .

Цементит (Ц)--химическое соединение железа с углеродом (карбид железа Fе₃С), содержит 6,67% С, температура плавления точно не установлена и принимается примерно равной 1260°С. Цементит магнитен, характеризуется высокой твердостью (>НВ800) и очень низкой пластичностью. Цементит является метастабильной фазой и при определенных условиях распадается с выделением свободного графита. В зависимости от условий образования различают цементит первичный, который образуется из жидкости при затвердевании расплава, вторичный -- образуется при распаде аустенита и третичный -- образуется при выделении углерода из феррита.

Графит представляет собой свободный углерод, он мягок, обладает низкой прочностью и электропроводностью. В чугунах и графитизированной стали содержится в виде включений. Форма графитовых включений оказывает влияние на механические и технологические свойства сплавов.

Перлит (П) -- эвтектоидная механическая смесь феррита и цементита, содержащая 0,83% С; образуется при 727°С в результате распада аустенита в процессе его охлаждения: Fе_b(С)--Fе_а(С)+FезС. Перлит может быть пластинчатым или зернистым. Это определяет механические свойства перлита.

При комнатной температуре зернистый перлит имеет прочность = 800 МПа, пластичность = 15 %, НВ 160... ...200.

Ледебурит (Л) -- механическая смесь (эвтектика) аустенита и цементита, образующаяся из жидкого расплава при 1147°С и при содержании 4,3% С. Твердость НВ 600,..700, хрупок. Так как при температуре ни же эвтектоидной (ниже 727°С) аустенит превращается в перлит, то ледебурит ниже эвтектоидной прямой Е'К состоит из цементита и перлита.

Помимо упомянутых составляющих в железоуглеродистых сплавах могут быть неметаллические включения (соединения с кислородом, азотом, серой, фосфором и др.), которые с железом образуют различные фазы.

Критические точки на линиях диаграммы Fе -- С (см. рис.) принято обозначать буквой A с индексом г, если точка находится на кривой охлаждения, и с -- на кривой нагрева. При индексах r и с ставится цифра, указывающая положение рассматриваемой точки на линиях. Так, критическую точку перехода а- в b-железо при 911 °С обозначают А_c2 при нагреве и при охлаждении A_r3.

Диаграмма состояния железо -- цементит

Основой для определения структуры и свойств железоуглеродистых сплавов является диаграмма состояния железо -- углерод (цементит). На рис. представлен ее упрощенный вариант. Ось концентраций (абсцисс) двойная, она отражает содержание углерода и цементита.



Диаграмма состояния железо -- углерод (цементит)

Диаграмма состояния Fе -- Fе₃С является диаграммой метастабильного равновесия.

Точка А на диаграмме соответствует температуре плавления железа, точка D --- цементита. В точке С (с концентрацией 4,3% С и температурой 1147°С) об разуется эвтектика (ледебурит). Линия АСD -- линия ликвидус (выше ее существует жидкий раствор L) -- показывает начало первичной кристаллизации: по линии АС из жидкого раствора начинает кристаллизоваться аустенит, по СD -- цементит. Поэтому в области АСЕ существует жидкий раствор и кристаллы аустенита (L-A), а в области СDF -- жидкий раствор и кристаллы цементита (L+Ц₁).

Точка Е диаграммы показывает максимальную растворимость углерода в аустените при температуре 1147°С, она принята границей деления железоуглеродистых сплавов на стали (до 2,14 % С) и чугуны (свыше 2,14 %).

Линия AECF -- линия солидус -- характеризует конец первичной кристаллизации. Она также является на чалом вторичной кристаллизации (перекристаллизации), характерной для твердой фазы. Прямая ECF называется линией эвтектических превращений.

Аллотропия (полиморфизм) железа определяет пре вращения в сталях при их охлаждении от аустенитного состояния. Точка G диаграммы соответствует температуре аллотропического превращения чистого железа (911 °С). С повышением содержания углерода до 0,8% температура превращения аустенита в феррит, постепенно снижаясь, достигает 727°С. Линия GS -- начало, линия GP -- конец превращения аустенита в феррит, по этому область GPQ характеризует феррит (Ф). Линия GS может рассматриваться как геометрическое место точек А_Ся, А_Гг. В точке S (с концентрацией 0,8% С и температурой 727°С) протекает реакция распада аустенита, продуктом которой является эвтектоидная смесь, называемая перлитом. Поэтому прямая PSK называется пря мой эвтектоидных превращений, кроме того, она является геометрическим местом точек А_с, и A_r1. В области GSP существуют аустенит и феррит (А+Ф), а в области QPSO,8 --перлит и феррит (П+Ф).

Линия SE является линией ограниченной растворимости углерода в аустените: со снижением температуры растворимость падает с 2,14 до 0,8%, В связи с этим в сплавах при их охлаждении избыточный углерод вы падает из аустенита в виде карбида железа Fe₃C. Поэтому в области SEE' существуют аустенит и цементит вторичный (А+ Ц₂). Он называется вторичным потому, что он образуется из твердой фазы. Кривая SE также является геометрическим местом точек A_Cm, А_Гт, В области 0,85, Е¹ 2,14 существуют перлит и цементит (ЯП+ Ц₂).

В зависимости от содержания углерода стали делят на доэвтектоидные (С<0,8%), их также можно назвать конструкционными; эвтектоидные (0 = 0,8%) и заэвтектоидные (С>0,8%), последние две группы можно назвать инструментальными сталями.

Структура доэвтектоидных сталей состоит из феррита (белые включения) и перлита (темные включения}. С увеличением содержания углерода количество ферри та уменьшается, а перлита -- увеличивается .

Структура эвтектоидной стали состоит из пер лита и заэвтектоидных сталей-- из перлита (темные участки) и цементита (светлые участки в виде сетки или игл).

В чугунах и первичный аустенит, и аустенит в составе эвтектики к концу кристаллизации содержат максимальное количество углерода (2,14%). Со снижением температуры до 1147°С и более избыточный углерод выпадает из аустенита в виде вторичного цементита. Поэтому в области ЕСС'Е' существуют аустенит, ледебурит и вторичный цементит (А+Л+Ц₂), а в области CFKC' -- ледебурит и первичный цементит (Л+Ц₁). По прямой PSK и в чугунах аустенит характеризуется перлитным превращением. Отсюда в области 2,14Е'С'4,3 существуют перлит, ледебурит и вторичный цементит (П+Л+Ц₂), а в области СFKC' -- леде бурит и первичный цементит (Л+Ц₁).

Следует отметить, что линия GPSK является концом вторичной кристаллизации железоуглеродистых сплавов.

В зависимости от содержания углерода чугуны делятся на доэвтектические (2,14<С<4,3), эвтектические (С =4,3%) и заэвтектические (С>4,3%).

Структура белых чугунов состоит из перлита, ледебурита и цементита. Свое название белые чугуны получили по виду излома -- матово-белый цвет. Структура доэвтектического чугуна при комнатной температуресостоит из ледебурита, перлита и вторичного цементита (ледебурит -- светлые участки с расположенными на них зернами перлита; перлит -- более крупные темные зерна; вторичный цементит -- светлые участки, сливающиеся с цементитом ледебурита). Структура эвтектического чугуна (рис. 2,б) состоит из перлита и первичного цементита (в виде крупных светлых продолговатых кристаллов). Структура заэвтектического чугуна (рис.2, в) состоит из ледебурита и первичного цементита (в виде крупных светлых полос),

Классификация и маркировка углеродистой стали и чугунов

Сталь является основным материалом, широко используемым в машино- и приборостроении, строительстве и для изготовления инструментов. Стали классифицируют по следующим признакам: химическому составу, назначению, качеству и степени раскисления.

По химическому составу различают стали углеродистые и легированные. Углеродистые стали по содержанию в них углерода подразделяют на низкоуглеродистые {до 0,25% С), среднеуглеродистые (0,25... ...0,6% С) и высокоуглеродистые (более 0,6% С).

Легированной называют сталь, в состав которой кроме углерода дополнительно вводят элементы для придания стали тех или иных свойств.

По назначению стали делят на конструкционные, инструментальные и с особыми физическими и химическими свойствами -- специальные. К последним от носят нержавеющие, жаропрочные, жаростойкие, тепло устойчивые, электротехнические и др.

По качеству стали классифицируют на стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные. Различие между ни ми-- в количестве вредных примесей (серы и фосфора) и неметаллических включений. Стали обыкновенного качества содержат до 0,06% S и 0,07% Р, качественные--до 0,035 % S и 0,035 % Р; высококачественные -- не более 0,025 % S и 0,025 % Р, а особо высококачественные -- не более 0,015 % S и 0,025 % Р.

Марки углеродистой стали обыкновенного качества обозначаются буквами и цифрами, например Ст0,..., Ст6. Буквы Ст обозначают сталь, цифры от 0 до 6 -- условный номер марки в зависимости от химического состава и механических свойств. Чем больше число, тем больше содержание углерода в стали, выше прочность и ниже пластичность.

В зависимости от гарантируемых химического состава и свойств углеродистые стали обыкновенного качества делят на три группы А, Б, В (группа А в марке стали не указывается). Сталь группы А имеет гарантированные механические свойства и не подвергается горячей обработке. Для стали группы Б гарантируется химический состав; сталь подвергается обработке давлением; для стали группы В-- химический состав и механические свойства; используется для сварных конструкций.

Степень раскисления обозначается индексами, стоящими справа от номера марки: кп -- кипящая, пс -- полуспокойная, сп -- спокойная. Например, сталь Ст1кп -- сталь группы А, кипящая; БСтЗсп -- сталь груп пы Б, спокойная; ВСтбпс -- сталь группы В, полуспо койная и т.д.

К углеродистым качественным конструкционным сталям предъявляются повышенные требования по химическому составу и механическим свойствам. В зависимости от степени раскисления стали могут быть спокойными (сп) или кипящими (кп). Цифры в марке стали указывают на среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента.

Все углеродистые качественные конструкционные стали можно условно разделить на несколько групп.

Углеродистые качественные стали .05кп, 08, 08кп, 10, 10кп (без термической обработки) хорошо штампуются вследствие их высокой пластичности, а также хорошо свариваются из-за малого содержания углерода. Они используются для производства малонагруженных деталей машин (крепежные изделия и др.) и сварных конструкций.

Стали 15, 20, 25, составляющие вторую группу низко углеродистых сталей, хорошо свариваются и обрабатываются резанием. Они используются для изготовления не ответственных деталей машин (без термической обработки или в нормализованном состоянии), а также деталей с повышенной износостойкостью '(после цементации и со ответствующей термической обработки), но не подвергающихся высоким нагрузкам. Примерами цементированных деталей машин являются кулачковые валики, крон штейны, пальцы рессор и др.

Самой значительной является группа среднеуглеродистых сталей 30, 35, 40, 45, 50, подвергающихся термической обработке. Следует отметить их малую прокаливаемость. Эти стали хорошо обрабатываются на металлорежущих станках в отожженом состоянии. Благоприятные сочетания прочностных и пластических свойств позволяют применять эти стали при изготовлении ответственных деталей машин (шпиндели, распределительные валы и др.).

Высокоуглеродистые стали 60, 65, 70, 75, 80 и 85 подвергаются различным видам термической обработки, в результате чего они получают высокую прочность, износостойкость и упругие свойства. Из них делают детали типа пружин, рессор, прокатных валков, замковых шайб и др.

Углеродистые инструментальные стали маркируют следующим образом: впереди ставят букву У, затем цифру, указывающую среднее содержание углерода в десятых долях процента, например сталь марки У12 содержит в среднем 1,2% С. Для обозначения высококачественных сталей в конце марки ставится буква А, а особо высококачественных сталей (выплавленных, например, методом электрошлакового переплава с вакуумированием) -- буква Ш. В марках некоторых специальных ста лей буква впереди обозначения указывает на назначение; А -- автоматная сталь (АЗО), Р-- быстрорежущая сталь (Р12), Ш --шарикоподшипниковая (ШХ15), Э --электротехническая и т, д.

Для улучшения обработки резанием применяют углеродистые так называемые автоматные стали с повышенным содержанием серы '(0,08...0,3 %) и фосфора (0,06 %). Автоматные стали маркируют буквой А и цифрами, указывающими на среднее содержание углерода в сотых до лях процента. Наибольшее применение получили стали А12, А20, АЗО. Так, из стали А12 изготавливают винты, болты, гайки и различные мелкие детали сложной кон фигурации, а стали А20, АЗО используют для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях повышенных напряжений. На обработке автоматических сталей при повышенных и средних скоростях резания положительно сказывается микролегирование, свинцом, кальцием, селеном и теллуром. Легирование стали свинцом (0,15...0,3 %) повышает скорость резания в 1,5....2 раза.

В зависимости от состояния углерода чугуны делят на белые, серые, высокопрочные и ковкие.

В белых чугунах весь углерод находится в химически связанном состоянии в виде карбида железа, поэтому чип отличаются высокой твердостью, хрупкостью и практически не поддаются обработке резанием. Белый чугун не находит применения в качестве конструкционного материала. Обычно доэвтектические белые чугуны после медиальной термической обработки превращаются и ковкие чугуны, а заэвтектические идут в переплавку. Для изготовления трущихся изделий (прокатные валки, колеса, шары для мельниц и т. д.) применяют так называемые отбеленные чугуны, в которых поверхностные слои имеют структуру белого, а сердцевина -- серого чугуна. Высокая твердость поверхности отбеленного чугуна (НВ 400...500) обеспечивает сопротивляемость износу. В машиностроении используются главным образом серые, высокопрочные и ковкие чугуны. В серых чугунах весь углерод находится в свободном состоянии в виде пластинчатого графита. Эти чугуны могут иметь структуру, состоящую из ферритной основы и включений графита (рис. 6.6, а). Такие чугуны содержат кроме углерода примеси кремния, марганца и фосфора. С уменьшением содержания кремния цементит, находящийся в составе перлита, частично распадается, при этом образуется так называемая ферритно-перлитная структура с включениями графита. При дальнейшем снижении содержания кремния образуется чугун с перлитной основой и с включениями графита.

Серый чугун маркируется буквами СЧ с добавлением цифры, которая указывает предел прочности чугуна при растяжении. Например, марка СЧ15 показывает, что чугун имеет а_в=150 МПа. Путем модифицирования (в расплавленный чугун вводят до 0,6 % модификаторов -- ферросилиция или силикокальция) повышают прочностные характеристики серых чугунов за счет образования более мелких графитных включений.

Из серых чугунов изготавливают детали простой кои фигурации (крышки, стойки, кожухи, шкивы, крон штейны, зубчатые колеса, тормозные барабаны, станины станков, корпусы, коленчатые валы и др.).

Высокопрочный чугун получается присадкой в жидкий серый чугун добавок магния, церия и некоторых других элементов. Под влиянием добавок в чугуне образуется шаровидный графит. Такие чугуны имеют более высокие механические свойства и они могут быть использованы вместо поковок и отливок из углеродистой стали для деталей машин, работающих в тяжелых условиях.

Обозначают высокопрочный чугун буквами ВЧ, за тем следует цифры, первые указывают предел прочности чугуна при растяжении, а вторые --относительное удлинение при растяжении. Например, ВЧ45-5 -- высокопрочный чугун с а_в = 450 МПа и б = 5%.

Из высокопрочного чугуна изготавливают коленчатые валы и поршни автомобильных и тракторных двигателей, шестерни, тормозные диски, детали прокатных станов, корпуса насосов, вентили и т. д. Некоторые высокопрочные чугуны используются в качестве антифрикционного материала в узлах трения с высокими окружными скоростями.

Ковкий чугун получают из белого чугуна путем дли тельного нагрева при высоких температурах (отжиг, томление). В результате получается графит хлопьевидной формы (рис. 6.7, б).

Ковкий чугун маркируют буквами К.Ч и цифрами. Первые две цифры указывают предел прочности чугуна при растяжении, а вторые --относительное удлинение.

Ковкий чугун широко используется в автомобильной, сельскохозяйственной, текстильной и других отраслях машиностроения. Из него изготовляют детали, работающие при средних и высоких статических и динамических нагрузках (подшипники, кронштейны, картеры редукторов, поршни, ступицы).

Широкое применение ковкого чугуна в машиностроении связано с тем, что он дешевле стали и обладает высокой стойкостью против коррозии.

3. Процессы, связанные с нагревом и охлаждением металла, находящегося в твердом состоянии, с целью изменения структуры и свойств без изменения его химического состава. Основоположником теории процессов термической обработки является Д. К. Чернов, обнаруживший критические точки стали. Термическую обработку характеризуют основные параметры; нагрев до определенной температуры, выдержка при этой температуре, скорость нагрева и скорость охлаждения

В зависимости от температурных режимов термическая обработка подразделяется на следующие виды: от жиг, нормализация, закалка, отпуск, химико-термическая обработка (ХТО), термомеханическая обработки (ТМО).

В зависимости от склонности к росту аустенитного зерна при нагреве стали бывают мелко- или крупнозернистыми. Мелкозернистые стали в интервале температур нагрева 950...1000 ⁰С почти не изменяют величину зерна. У крупнозернистых сталей рост зерна начинается сразу же после перехода через критическую точку. От сюда вытекает необходимость строгого соблюдения технологических режимов термической обработки, оказывающих решающее влияние па качество изделий.

Возможность упрочнения сталей путем термической обработки обусловлена наличием аллотропических пре вращений в твердом состоянии. Охлаждая аустенит с различными скоростями и вызывая тем самым различную степень переохлаждения, можно получить продукты распада аустенита, резко отличающиеся по строению и свойствам.

Наглядное представление о превращениях переохлажденного аустенита можно получить из диаграммы его изотермического пре вращения.

Кривая 1 графика соответствует началу распада аустенита при различных степенях переохлаждения; левее ее находится переохлажденный аустенит (область А).

Кривая 2 показывает окончание процесса распада аустенита на ферритоцементитную смесь (область П).

Горизонтальная прямая М_н характеризует начало, а прямая М_к -- конец бездиффузионного превращения аустенита в мартенсит.

На диаграмме показаны кривые скоростей охлаждения стали. Малая скорость охлаждения Vi приводит к образованию грубой смеси феррита и цементита, перлита с твердостью HRC 10. Чем больше скорость охлаждения, тем более мелкодисперсная образующаяся ферритоцементитная смесь.

Сорбит (первая закалочная структура), получающийся при скорости охлаждения стали из, представляет собой смесь феррита и цементита; он отличается от перлита более тонкодисперсным строением, твердость сор бита HRC 20. Стали с сорбитной структурой износостойкости, используются для изготовления нагруженных изделий.

Троостит (вторая закалочная структура) получается при скорости охлаждения у_з в результате распада переохлажденного аустенита при 500...550 °С, обладает значительной упругостью; представляет собой тонкодисперсную смесь феррита и цементита. Твердость троостита составляет HRC 30.

Сталь со структурой троостита отличается высокими значениями прочности и упругости. Ее используют, главным образом, для изготовления пружин и рессор.

Превращение аустенита в мартенсит происходит при очень быстром охлаждении (U₅>U_кр). При этом фиксируется типичная для мартенсита игольчатая структура. Он представляет собой пересыщенный твердый раствор углерода в а-железе. Мартенсит -- твердая и хрупкая структура; твердость его составляет HRC 62...66.

При скорости охлаждения U₄ структура стали состоит из троостита и мартенсита.

4. Применяемые в различных отраслях народного хозяйства резинотехнические изделия подразделяются в зависимости от назначения на отдельные классы.

Уплотнительные -- в виде уплотнительных профилей, уплотнительных манжет, втулок и т. п.

Вибро- и звукоизолирующие и противоударные -- типа подшипников, амортизаторов и т.п.

Силовые -- такие, как шестерни, корпуса различных агрегатов, муфты и т. п.

Опоры скольжения -- различные резинометаллические подшипники, подпятники, опоры и т. п.

Трубы для транспортирования жидкостей и газов -- как правило, резинотканевые изделия, очень часто армированные проволокой. К резинотканевым изделиям относятся также приводные плоские или клиновые рем ни, транспортерные ленты для перемещения грузов.

Противоизкосные -- протекторы пневматических шин, катки и т. п.

Фрикционные изделия и инструменты -- как, напри мер, шлифовальные диски, тормозные устройства и т.п.

Несиловые и защитные -- ковры для электрозащиты, ручки и т. п.

Декоративные -- в виде различных полос, шнуров и т. п.

Номенклатура резиновых изделий чрезвычайно широ ка, она насчитывает десятки тысяч наименований.

Понятие о технологии изготовления изделий из резины

Способы получения изделий из резины во многом аналогичны способам переработки пластмасс. Основными из них являются каландрование, выдавливание, прессование, литье под давлением, намотка.

На многовалковых машинах, называемых каландрами, осуществляют производство резиновых листок и прорезиненных лент. Каландры снабжены системами подогрева или охлаждения, что обеспечивает температурный режим процесса.

Непрерывным выдавливанием на шприц-машинах получают профилированные резиновые детали либо покрывают металлическую проволоку резиной.

Резиновые изделия типа манжет, уплотнительных колец и другие изготовляют способом горячего прессования. Холодное прессование используют для формования, например, аккумуляторных батарей.

Литье под давлением служит для выпуска резиновых изделий сложных форм.

Технологический процесс в общем виде можно пред ставить из трех групп основных операций; приготовления резиновой смеси, формования и вулканизации рези новых изделий.

Для лучшего смешивания компонентов резиновой смеси каучук переводят в пластическое состояние путем неоднократного пропускания через подогреваемые вальцы.

Выбор методов формования резиновых изделий определяется техническими требования к ним, типом рези новой смеси, условиями производства и другими факто рами.

При вулканизации происходит химическое взаимодействие каучука с серой. Основное назначение вулканизации -- перевод линейной структуры молекул каучука в пространственно-сетчатую, которая присуща резине. Резина в сравнении с каучуком характеризуется меньшей пластичностью, большей механической прочностью, повышенной стойкостью к химикатам, лучшей тепло стойкостью,

Современное производство резинотехнических изделий осуществляется на высокопроизводительном и автоматизированном оборудовании.

Нет ни одной отрасли производства, где бы не применялись резинотехнические изделия.

5. Особые способы сварки:

Индукционная сварка

Диффузионная сварка в вакууме

Сварка ультразвуком

Сварка электронным лучом в вакууме

Холодная сварка давлением

Сварка трением

Лазерная сварка

Сварка взрывом

Плазменно-дуговая сварка

Рассмотрим диффузионную сварку в вакууме

Диффузионная сварка основана на взаимной диффузии атомов в поверхностных слоях контактирующих материалов, находящихся в вакууме при 133 * 10 ^-3...133 * 10 ^-5 Па или в атмосфере инертных защитных газов, нагретых до 400... 1300 ^СС и сжатых до 10...20 МПа.

Нагреваются изделия индукционными токами высокой частоты, электронным лучом, контактным и другими способами.

Диффузионной сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы и металлокерамические изделия с металлами. Основное преимущество этого способа получение равнопрочного соединения без заметных изменений физико-механических свойств свариваемых соединений в зоне сварки.

Используемая литература

1. Технология конструкционных материалов: Учебник/ Г.А.Прейс, Н.А.Сологуб, И.А.Рожнецкий и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - К: Выща шк., 1991.-391с.

2. Дриц М.Е., Москалев М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учеб. для вузов. - М.: Высш.шк.,1990.-447с.