ФГБОУ ВО
«Калининградский государственный технический университет»
Кафедра автоматизированного машиностроения.
Контрольная работа по электротехническому конструкционному материаловедению
Тема № ______________________________________________________________
(полное название темы)
Выполнил (а) студент (ка) ___________________
(Ф.И.О.)
учебной группы_________ шифр____________
Контрольная работа
сдана_____________
(дата сдачи)
Контрольную работу Допущена к защите:
проверил ___________________ ___________________________
(Ф.И.О. преподавателя) (дата и подпись преподавателя)
Контрольная работа
зачтена __________________________
(дата и подпись преподавателя)
Калининград
2017 г.
24.Дайте описание твёрдых растворов внедрения, приведите примеры?
Твёрдыми растворами называют фазы, в которых один из компонентов сплава сохраняет свою кристаллическую решётку, а атомы других (или другого) компонентов располагаются в решётке в решётке первого компонента (растворителя) изменяя её размеры (периоды).
При образовании твёрдого раствора внедрения атомы растворённого компонента располагаются в междоузлиях (пустотах) кристаллической решётки растворителя(рис.1). При этом атомы располагаются не в любом междоузлии, а в таких пустотах, где для них имеется больше свободного пространства. Например, плотноупакованной ГЦК-решётке наиболее подходящей будет октаэдрическая пора. В октаэдрической поре может поместиться сфера радиусом 0,41R, где R – радиус атомов в узлах решётки. На элементарную ячейку приходится четыре октаэдрические поры.
Рис. 1Схема твёрдого раствора внедрения
В ОЦК-решётке наибольший объём поры (0,291 R) соответствует тетраэдрическому междоузлию. В этом случае атомы внедрения расположены между атомами, центры которых совпадают с вершинами тетраэдра. В элементарной ячейке 12 тетраэдрических междоузлий. Несмотря на меньшую компактность ОЦК-решётки, т.е. больший объём пустот по сравнению с ГЦК-решёткой, объём отдельных междоузлий в ней меньше, чем в ГЦК-решётке. Это, видимо, является причиной малой растворимости примесей внедрения в металлах с ОЦК-решёткой.
Рис.2-Октаэдрические поры в ГЦК-решётке и тетраэдрические в ОЦК-решётке
1-атом металла, 2-поры
Так как и электронное строение и размеры атомов растворителя и растворённого вещества различны, то при образовании твёрдого раствора кристаллическая решётка всегда искажается и периоды её изменяются. В случае твёрдого раствора внедрения период решётки растворителя всегда возрастает.
Атомы растворённого компонента нередко скапливаются у дислокаций снижая их упругую энергию. При образовании раствора внедрения атомы растворённого элемента располагаются в растянутой области под краем экстраплоскости. В области дислокаций чужеродным атомам легче размещаться, чем в совершенной области решётки, где такие атомы вызывают значительные искажения решётки. Атомы внедрения значительно сильнее связываются с дислокациями, чем атомы замещения образуя так называемые сферы Коттрелла. Образование атмосфер сопровождается уменьшением искажения решётки, что предопределяет их устойчивость. Выход или отрыв атомов из атмосферы Коттрелла требует значительной энергии.
 |
Рис.3-Искажение кристаллической решётки при образовании твёрдого раствора внедрения
Твёрдые растворы внедрения образуются только в случаях, когда диаметр атома растворённого элемента невелик. Например, при растворении в металле (железе, молибдене, хроме и т.д.) углерода, азота, водорода.
57.В чём отличие между упругой и пластической деформацией.
Упругой деформацией называют деформацию, влияние которой на форму, структуру и свойства тела полностью устраняются после прекращения действия внешних сил. Упругая деформация не вызывает заметных остаточных изменений в структуре и свойствах металла; под действием приложенной нагрузки происходит только незначительное относительное и полностью обратимое смещение атомов или поворот блоков кристалла. При растяжении монокристалла возрастает расстояние между атомами, а при сжатии – сближаются. При таком смещении атомов из положения равновесия нарушается баланс сил притяжения и электростатического отталкивания, поэтому после снятия нагрузки смещённые атомы вследствие действия сил притяжения или отталкивания возвращаются в исходное равновесное состояние, и кристаллы приобретают свою первоначальную форму и размеры.
При пластической деформации, при возрастании касательных напряжений выше определённой величины (предел упругости) деформация становится необратимой. При снятии нагрузки устраняется лишь упругая составляющая деформации, которую называют пластической, остаётся.
92.Вычертите диаграмму состояния системы железо-углерод (железо-цементит). Укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы. Постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) и опишите превращения от жидкого состояния до нормальной температуры для сплава, содержащего 4,3% С. Укажите структуру сплава при комнатной температуре, назовите сплав.
