Какие из распространенных металлов имеют объемноцентированную кубическую решетку? Начертите элементарную ячейку, укажите ее параметры, координационное число.




Все металлические тела кристаллические. Их атомы в кристаллах имеют определенное, закономерное расположение в пространстве. Атомы состоят из положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных электронов. Электроны у металлов слабо связаны с ядром и могут легко переходить от одного иона к другому. Этим объясняется высокая электро- и теплопроводность металлов.

Воображаемые линии, проведенные через центры атомов (положительно заряженных ионов), образуют так называемую кристаллографическую плоскость. Многократное повторение кристаллографических плоскостей, расположенных параллельно, образует пространственную кристаллическую решетку.

Атомы в узлах кристаллической решетки колеблются с определенными амплитудой и частотой и находятся под действием сил взаимного притяжения и отталкивания. Размеры кристаллической решетки (расстояния между центрами соседних атомов) называются…

 

В металлах и сплавах наиболее распространены следующие кристаллические решетки: объемно-центрированная кубическая (ОЦК); гранецентрированная кубическая (ГЦК) и гексагональная плотноупакованная (ГПУ).

В ячейке с объемно-центрированной кубической решеткой атомы распо­ложены в вершинах кубической элементарной ячейки и один - в ее цен­тре. Такую решетку имеют железо при температуре до 910°С и выше 1390°С, хром, вольфрам, ванадий и др. (рис. 1).

Рис.1. Объемно-центрированная кубическая решетка

 

Кристаллические решетки характеризуются параметрами: ….

 

 

Координационное число - количество атомов, находящихся на….

 

Атомный радиус (половина атомного диаметра) – половина межатомного расстояния между …

 

Базис – количество атомов в одной элементарной ячейке.

Коэффициент компактности – отношение объема занимаемого атомами ко всему объему решетки.

Металлы имеют плотную упаковку атомов, т.е. высокие координационные числа и большое количество атомов, приходящихся на одну элементарную ячейку.


2. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3.5% С. Какова структура этого сплава при комнатной температуре, и как такой сплав называется?

Рис. 1. Диаграмма состояния железо - карбид железа и кривая охлаждения

 

В зависимости от температуры и содержания углерода железоуглеродистые сплавы образуют …

 

 

Основой для определения структуры и свойств железоуглероди­стых сплавов является …

 

Превращения для сплава, содержащего 3,5% С:

представляет собой смесь феррита и цементита. Перлит образуется при медленном охлаждении из аустенита при температуре 727°С и содержит 0,8% углерода.

…. химическое соединение железа с углеродом (карбид железа Fе2С), содержит 6,67% С, температура плавления точно не установлена, принимается примерно равной 1260°С. Це­ментит магнитен, характеризуется высокой твердостью (> НВ 800) и 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 — при распаде аустенита и третичный — при выделении углерода из феррита.

…. механическая смесь (эвтектика) аустенита и цементита. Твердость НВ 600-700, хрупок. Так как при температуре ниже эвтектоидной (ниже 727 °С) аустенит превращается в перлит, то ледебурит ниже эвтектоидной прямой Е'К состоит из цементита и перлита.

При охлаждении твердых сплавов в них происходят …

 

Эти измене­ния (фазовые превращения) в сплавах Fe-С характеризуют линии GSE, PSK, GPQ.

Линия PSK (727 °С) - это линия эвтектоидного равновесия. В точ­ке S (температура 727°С) аустенит распадается с образованием перлита. Поэтому по линии PSK во всех сплавах Fe-С из аустенита идет образование перлита. Критические точки, лежащие на линии PSK, обозначаются А1.

Построим кривую охлаждения, применяя правила фаз.

До температуры t1 = 1245°С сплав находится в жидком состоянии:

С (до t1) = К - Ф + 1 = 2 – 1 + 1 = 2.

Ф=1 (жидкий расплав), значит, температура понижается и отобразится в виде наклонной прямой.

При температуре t1 = 1245°С начинается кристаллизация аустенита.

С (t1) = К - Ф + 1 = 2 – 2 + 1 = 1.

Где К = 2, Ф = 2 (жидкость + аустенит), значит, изменится температура, но так как выделяется скрытая теплота кристаллизации охлаждение происходит медленнее, отобразится более пологой наклонной чертой.

В точке t2 = 1147°С происходит образование ледебурита из жидкости

С (t2) = К - Ф + 1 = 2 – 3 + 1 = 0.

Где Ф = 3 (жидкость + аустенит + ледебурит)

С (t2) = 0, температура постоянная, на кривой охлаждения отобразится прямой – горизонтальной.


Назначьте температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска зубил из стали У9А. Опишите структуру и твердость инструмента после термической обработки.

 

Мар­ка У9А - углеродистая инструментальная высококачественная сталь, содержащая 0,9% углерода.

В углеродистых инструментальных сталях (ГОСТ 1435-90) буква У в обозначении марки означает «углеродистая сталь», а цифра показывает содержание углерода в десятых долях процента.

Из стали У9А изготавливают зубила, резцы, сверла, метчики, фрезы, плитки и прочий мерительный и режущий инструмент для резания мягких материалов.

Достоинство таких сталей – ….

 

Термообработка: ….

 

 

Термическая (тепловая) обработка состоит в изменении структуры металлов и сплавов путем нагревания их и последующего охлаждения с той или иной скоростью; при этом достигаются существенные изменения свойств при том же химическом составе сплава.

Окончательная термическая обработка – закалка с последующим отпуском. Закалку для доэвтектоидных сталей проводят полную. Структура закаленных сталей или мартенсит, или мартенсит и карбиды.

Мартенсит закалки - неравновесная структура, сохраняющаяся при низких температурах. Для получения равновесной структуры изделия подвергают отпуску. Температура отпуска выбирается в зависимости от твердости, необходимой для инструмента.

Сердцевина деталей из углеродистой стали состоит из феррита и перлита.

Цементация с последующей термической обработкой повышает предел выносливости стальных изделий.


Список использованной литературы:

 

1. Ю. М. Лахтин, В.П. Леонтьев. Материаловедение: Учебник для машиностроительных вузов – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение. 1980.- 493 с.

2. А. М. Пейсахов, А. М. Кучер. Материаловедение и технология конструкционных материалов. Учебник. 3-е издание. – СПб.: Изд-во Михайлова В.А., 2005 г. – 416 с.

3. Материаловедение. Технология конструкционных материалов: учеб. пособие для студентов вузов./ под ред. В. С. Чередниченко. -3-е изд., стер. – М.: Омега-Л, 2007.-752 с.

4. А. М. Адаскин, В.М. Зуев. Материаловедение (металлообработка): Учебник для нач. проф. образования. – М.: ИРПО; ПрофОбрИздат, 2001. – 240с.

5. Парфеньева И.Е. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ. М.: Учебное пособие, 2009

6. www.s-metall.com

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: