Понятие эвтектики

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Что такое эвтектика? Приведите пример какого-либо сплава, имеющего строение эвтектики

В сплавах нередко образуется структурная составляющая, получившая название эвтектика. Структуру, состоящую из определенного сочетания двух или более твердых фаз, одновременно кристаллизовавшихся из жидкого сплава, называется эвтектикой.

Эвтектика состоит из двух и более фаз (твердых растворов A и B или твердого раствора A и химического соединения), имеющих форму пластинок, равномерно чередующихся между собой, которые образуют колонии. Иногда обе фазы в колониях непрерывно разветвлены одна к другой.

Наряду с этой структурой в эвтектике могут присутствовать обособленные кристаллы А и В - твердых растворов.

Рассмотрим пример сплавов системы свинец- сурьма(Pb- Sb )

Характерной точкой является тройная точка В, которой соответствует наиболее легкоплавкий (эвтектический сплав этой системы, имеющий в своем составе 13 % Sb ). Сплавы, содержащие менее 13% Sb, называются доэвтектическими; а содержащие более 13% Sb - заэвтектическими сплавами. сплав эвтектика металл углеродистый

Структурными составляющими сплавов системы свинец- сурьма является:1) кристаллы Pb ; 2) кристаллы Sb; 3) кристаллы эвтектики эвт (Pb+ Sb).

В соответствие с диаграммой состояние структуры сплавов:

I - Pb+ эвт (Pb+Sb); II- эвт (Pb+ Sb); III - Sb+ эвт (Pb+ Sb) ; IV - Sb+ эвт (Pb+ Sb).

Различие структур III и IV сплавов состоит в том, что в IV сплаве больше кристаллов Sb; т.к. В этом сплаве избыток сурьмы над эвтектическим составов больше, чем в III сплаве.

2. Чем объясняется упрочнение металла при пластической деформации?

При пластическом деформировании одна часть кристалла перемещается по отношению к другой под действием касательных напряжений. При снятии нагрузок сдвиг сдвиг остается, т.е. происходит пластическая деформация. С увеличением степени деформации характеристики пластичности (относительное удлинение ,относительное сужение) и вязкости (ударная вязкость) уменьшаются, а прочностные характеристики (предел упругости, предел текучести, предел прочности) и твердость увеличиваются. Также повышается электро сопротивление, снижаются сопротивление коррозии, теплопроводность, магнитная проницаемость.

Совокупность явлений, связанных с изменением механических, физических и других свойств металлов в процессе пластической деформации называют деформационным упрочнением или наклепом.

Упрочнение металла в процессе пластической деформации обьясняется увеличением числа дефектов кристаллического строения (дислокации, вакансий, межузельных атомов). Повышение плотности дефектов кристаллического строения затруднят движение отдельных новых дислокаций, а, следовательно, повышает сопротивление деформации и уменьшает пластичность. Наибольшее значение имеет увеличение плотности дислокации, т.к. возникающие при этом между ними взаимодействие тормозит дальнейшее их перемещение.(При поверхностном наклепе изменяется остаточное напряженное состояние в материале и повышается его усталостная прочность. Наклеп возникает при обработке металлов давлением(прокатка, ковка, штамповка) резанием, при облатке роликами, при специальной обработке эробью.

3. Назначьте режим термической обработки углеродистой конструкционной стали, используемый для снижения уровня внутренних напряжений, твердости и улучшения обрабатываемости резанием. Приведите конкретный пример

Для понижения прочности и твердости, облегчения обрабатываемости резанием, измельчения зерна, снятия внутренних напряжений, уменьшения структурной неоднородности, повышения пластичности и вязкости по сравнению со свойствами, полученными после литья, ковки и прокатки углеродистую конструкционную сталь подвергают отжигу.

После отжига углеродистой стали получаются структура в доэвтектоидных сталях феррит + перлит. После отжига сталь имеет низкую твердость и прочность при высокой пластичности. При фазовой перекристаллизации измельчается зерно стали. В большинстве случаев отжиг является подготовительной термической обработкой; отжигу подвергают отливки, поковки, сортовой и фасонный прокат, трубы ,горячекатаные листы и т.д.

Полный отжиг заключается в нагреве доэвтектоидной стали на 30-50 C выше температуры, соответствующей точке Ac3 , выдержке при этой температуре для полного прогрева и завершения фазовых превращений в обьеме металла и последующем медленном охлаждении.

При нагреве до температуры выше точки A3 на 30-50C образуется аустенит, характеризующийся мелким зерном, поэтому, при охлаждении возникает мелкозернистая структура, обеспечивающая возможность достижения высоких свойств после окончательной термической обработки.

Так, для стали 40 температура отжига составляет 840-860C, твердость HB после отжига не более 1970 МПа. Структура стали при температуре отжига- аустенит, при комнатной температуре - феррит + перлит.

4. Вычертите диаграмму изотермического превращения аустенита для стали У8 .Нанесите на нее кривую изотермической обработки, обеспечивающей твердость HB. Укажите как этот режим называется и какая структура при этой обработке получается

При изотермическом отжиге эвтектоидную сталь У8 нагревают до температуры на 30-50C выше точки Aс1 (Aс1 =730C) и после выдержки охлаждают до температуры 650-680 С.

В результате изотермического отжига стали У8 получаем твердость HB= 150.

Структура после отжига - крупнопластинчатый перлит.

Перлитное превращение переохлажденного аустенита протекает при температурах Аг1 = 500C. В процессе превращения происходит полиморфное у---а превращение и диффузионное перераспределение углерода в аустените, что приводит к образованию ферритно -цементитной струкруры:

А----ф+Fe3C = Перлит.

Аустенит, практически однородный по концентрации углерода, распадается с образованием феррита и цементита, содержащего 6,67% С, т.е. состоит из двух фаз, имеющих различную концентрацию углерода. Ведущей, в первую очередь возникающей фазой при этом является карбит (цеменит).Его зародыши, как правило, образуются на границах зерен аустенита.

Последующий рост ферритных пластинок ведет к обогащению окружающего аустенита углеродом, что затрудняет дальнейшее развитие y---a- превращения. В обогащенном таким образом углеродом аустените зарождаются новые и растут возникшие пластинки цементита. Вследствие этих процессов образования и роста частиц карбитов вновь создаются условия для возникновения новых и роста имеющихся кристалликов (пластинок) феррита. В результате происходит колониальный (совместный) рост кристалликов феррита и цементита, образующих перлитную колонию.

Размещено на Allbest.ru