авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

1. Информация из ФГОС, относящаяся к дисциплине

1.1. Вид деятельности выпускника

Дисциплина охватывает круг вопросов относящиеся к виду деятельно-

сти выпускника:

производственно-технологическая;

экспериментально-исследовательская;

организационно-управленческой

1.2. Задачи профессиональной деятельности выпускника

Инженер по специальности «Самолето- и вертолетостроение» подго-

товлен к решению следующих типов задач по виду профессиональной дея тельности.

Производственно-технологическая деятельность:

участие в стендовых и промышленных испытаниях опытных образцов проектируемых изделий.

Экспериментально-исследовательская деятельность:

изучение специальной литературы и другой научно-технической ин формации, достижений отечественной и зарубежной науки и техники в об ласти авиационной техники и технологии производства;

осуществление сбора, обработки, анализа и систематизации научно технической информации по теме (заданию);

участие в проведении научных исследований, испытаниях опытных об разцов изделий и обработке и анализе полученных результатов, составляет по ним технические отчеты и оперативные сведения.

Организационно – управленческая деятельность разработка и принятие участия в реализации мероприятий по повыше нию эффективности производства, направленных на сокращение расхода ма териалов, снижение трудоемкости, повышение производительности труда.

1.3. Перечень компетенций, установленных ФГОС Освоение программы настоящей дисциплины позволит сформировать у обучающегося следующие компетенции:

способностью освоить и использовать передовой опыт авиастроения и смежных областей техники в разработке авиационных конструкций (ПКД-3);

готовностью к участию в работах по доводке и освоению технологиче ских процессов в ходе подготовки производства новой продукции (ПТ-4);

способностью участвовать во внедрении результатов исследований и разработок (ЭИ-5);

готовностью к подготовке и проведению экспериментов и анализу их результатов (ЭИ-2).

1.4. Перечень умений и знаний, установленных ФГОС Студент после освоения программы настоящей дисциплины должен:

знать: физико-механические характеристики материалов и методы их определения;

уметь: проводить экспериментальные исследования свойств материа лов, деталей машин и элементов конструкций;

владеть: навыками выбора материалов по критериям прочности, долго вечности, износостойкости.

2. Цели и задачи освоения программы дисциплины Цель дисциплины: познание природы и свойств материалов, а также способов формирования их структуры с целью повышения комплекса свойств для наиболее эффективного использования материалов и обеспече ния высокой работоспособности изделий из них.

Задачи дисциплины: знать физическую сущность явлений, происхо дящих в материалах при воздействии на них различных факторов в условиях производства и эксплуатации и показать их влияние на свойства материалов.

Показать взаимосвязь между химическим составом, строением и свойствами материалов. Установить зависимость между составом, строением и свойст вами материалов. Изучить теорию и практику различных способов упрочне ния материалов, обеспечивающих высокую надежность и долговечность де талей машин, инструмента и других изделий. Изучить основные группы ме таллических и неметаллических материалов, их свойств и область примене ния.

3.Место дисциплины в структуре ООП Для изучения дисциплины «Материаловедение», необходимо освое ния содержания дисциплин физика и химия.

Из курса "Химия" используются основные сведения о строении ато мов;

периодическая система Д.И. Менделеева;

типы связей в твердых те лах;

энергетика химических процессов;

правило фаз;

общая характеристика химических элементов и их соединений;

теория коррозии металлов.

Из курса "Физика" используются знания основы молекулярной физи ки и термодинамики;

законов диффузии, теплопроводности и др.;

элементы физики твердого тела;

элементы электротехники.

Знания и умения, приобретаемые студентами после освоения содержа ния дисциплины, будут использоваться в производственной деятельности.

4. Компетенции обучающегося, формируемые освоения дисципли ны (результаты освоения дисциплины) уметь сочетать теорию и практику для решения инженерных задач;

уметь правильно выбирать материал, назначать его обработку для по лучения требуемой структуры и свойств, обеспечивающих долговечность и надежность деталей машин в конкретных условиях эксплуатации.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

знать: физическую сущность явлений, происходящих в материалах в условиях обработки и эксплуатации;

их влияние на свойства;

основные свойства металлических и неметаллических материалов;

способы их повы шения.

уметь: определить причины отказа деталей при эксплуатации;

выби рать материал, учитывая условия эксплуатации;

назначать правильную обра ботку с целью получения заданной структуры и свойств, обеспечивающих надежную работу в конкретных условиях эксплуатации.

владеть навыками: приготовления металлографических шлифов;

рабо ты на световых микроскопах;

подготовки образца для измерения твердости и измерения твердости по Роквеллу, Бринеллю на твердомере;

определения марки конструкционной углеродистой стали по виду микроструктуры;

вы полнения в лаборатории операции термической обработки: отжига, нормали зации, закалки, отпуска, старения.

5.Основная структура дисциплины.

Таблица 1 – Структура дисциплины Вид учебной работы Трудоемкость, часов Всего Семестр №1 № Общая трудоемкость дисциплины 252 112 Аудиторные занятия, в том числе: 105 51 лекции 70 34 лабораторные работы 35 17 Самостоятельная работа 111 61 Вид промежуточной аттестации (итогово- зачет экзамен го контроля по дисциплине) 6. Содержание дисциплины Перечень основных разделов и тем дисциплины Введение. Атомно-кристаллическое строение металлов. Строение ре альных кристаллических тел. Дефекты кристаллического строения: точеч ные, линейные, поверхностные. Краткая характеристика и классификация сплавов для авиастроения. Черные и цветные сплавы. Формирование струк туры литых сплавов. Процессы при кристаллизации. Ликвация. Модифици рование. Методы улучшения строения слитка. Получение монокристаллов.

Влияние химического состава на равновесную структуру сплавов. Диаграмма состояния железо-цементит. Способы направленного изменения структуры и свойств материалов. Деформация упругая и пластическая. Механизм пласти ческой деформации. Изменение структуры и свойств. Наклеп. Влияние на грева на структуру и свойства деформированного металла. Возврат и рекри сталлизация. Деформирование горячее и холодное. Конструкционная проч ность и критерии оценки механических свойств. Критерии надежности и долговечности. Термическая обработка стали. Процессы при нагреве до ау стенитного состояния, процессы при охлаждении аустенита, процессы при нагреве закаленных сталей. Закалка, охлаждающие среды, прокаливаемость, дефекты при закалке. Виды и назначение отпуска. Отжиг первого рода. От жиг второго рода. Нормализация. Термообработка сплавов с переменной рас творимостью в твердом состоянии. Закалка и старение цветных сплавов. По верхностная закалка. Термомеханическая обработка. Химико-термическая обработка. Поведение конструкционных материалов в условиях внешних воздействий. Стали. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали. Углеродистые конструкционные стали. Легированные стали. Влияние легирующих элементов на свойства стали. Стали общего назначения. Цемен туемые, улучшаемые, рессорно-пружинные стали. Шарикоподшипниковые стали. Высокопрочные стали. Сплавы, устойчивые к действию окружающей среды. Коррозионно-стойкие, жаростойкие, жаропрочные стали. Легкие сплавы. Алюминиевые деформируемые, литейные, спеченные сплавы. Спла вы магния. Медь и ее сплавы – латуни и бронзы. Сплавы бериллия. Анти фрикционные сплавы на основе олова и свинца. Углеграфитовые материалы.

Титан и сплавы на его основе. Жаропрочные сплавы на основе никеля и ту гоплавких металлов. Материалы для остекления. Пластмассы. Резины. Тех ническая керамика. Композиционные материалы.

6.2. Краткое описание содержания теоретической части разделов и тем дисциплины Введение. Атомно-кристаллическое строение металлов Материаловедение – наука, изучающая закономерности между строе нием и свойствами материалов в зависимости от состава и условий обработ ки, а также их изменения при внешних воздействиях (тепловом, механиче ском, химическом, электромагнитном).

Вопросам строения и формирования комплекса свойств, металличе ских и неметаллических материалов посвящены труды таких русских уче ных, как Чернов Д.К., Аносов П.П., Курнаков Н.С., Курдюмов А.А. и т.д.

Все металлы принято делить на две группы: черные (железо и сплавы на его основе: сталь и чугун) и цветные (Al, Mg, Cu, Ni, Ti, Cr, V, W, Ag, Au, Mo и др.). Цветные металлы в свою очередь делятся на: легкие, легкоплав кие, тугоплавкие, благородные, тяжелые, и т.д.

Структура – форма, размеры и характер взаимного расположения фаз в металлах и сплавах. Макроструктура – строение металла, видимое невоо руженным глазом или с помощью лупы. Микроструктура - строение метал ла, наблюдаемое с помощью микроскопа.

Атомно-кристаллическое строение металлов. Твердые вещества могут быть в кристаллическом и аморфном состоянии. Металлы и металли ческие материалы – в основном тела кристаллические, т.е. имеют кристалли ческую решетку (КР). КР – воображаемая пространственная сетка, в узлах которой находятся частицы, образующие твердое тело. В КР минимальная энергия взаимодействия атомов. В КР можно выделить минимальный эле мент объема, многократным переносом которого можно построить весь кри сталл. Его называют элементарной кристаллической ячейкой.

Основные типы КР металлов:

объемо - центрированная кубическая, ОЦК (ее имеют Pb, Na, K, Li, Ti, Zr, Ta, W,V, Fe, Cr, Nb, Ba);

гранецентрированная кубическая, ГЦК (Ca, Ce, Sr, Ni,Au,Ag, Pd, Pt, Rh, Fe, Cu, Co);

гексагональная плотноупакованная, ГПУ – призма с правильным шес тиугольником в основании и тремя дополнительными атомами в средней по луплоскости (Mg, Ti, Cd, Re, Os, Ru, Zn, Co, Be, Ca).

Характеристики кристаллической решетки: линейные параметры, пе риоды - длины рёбер элементарной ячейки;

угловые параметры;

базис (число частиц);

координационное число;

коэффициент компактности;

атомный ра диус.

Плотность упаковки атомов в разных плоскостях и по разным направ лениям разная, следовательно, и свойства кристаллического тела в разных направлениях тоже будут разные. Явление, когда свойства кристаллического вещества зависят от направления, называется анизотропия. Это справедливо для монокристаллов, поликристаллические вещества псевдоизотропны. В случае образования текстуры – преимущественной кристаллографической ориентировки – и в поликристаллических телах может наблюдаться анизо тропия. Некоторые элементы в зависимости от температуры имеют не сколько КР. Это явление называется полиморфизмом. Полиморфизм характе рен для железа, титана, кобальта, бериллия и пр. Так, железо имеет две поли морфные модификации – Fe с решеткой ОЦК и Fe с решеткой ГЦК. Титан также имеет две модификации – низкотемпературную Ti с решеткой ГПУ и высокотемпературную Ti с решеткой ОЦК. Железо имеет две температуры полиморфных превращений – 911оС и 1392оС. Температура полиморфного превращения титана – 882оС. В зависимости от скорости охлаждения при по нижении температуры может реализовываться нормальный (диффузионный) механизм превращения или мартенситный (бездиффузионный) механизм.

Возможные типы связей в кристаллах: металлическая связь, ионная связь, ковалентная связь, молекулярные связь, от них в значительной мере зависят свойства веществ. Самая высокая энергия связи у ковалентных кри сталлов, они твердые, но хрупкие (алмаз). Энергия связи и свойства металли ческих кристаллов меняются в широких пределах.

Строение реальных кристаллических тел Из жидкого расплава можно вырастить монокристалл. Металлы и сплавы, полученные в реальных условиях, имеют поликристаллическое строение, т. е. состоят из большого количества кристаллитов, которые назы ваются зернами. Они имеют неправильную форму и различно ориентированы в пространстве. В кристаллической решетке реальных металлов имеются различные дефекты (несовершенства), которые нарушают связи между ато мами и оказывают влияние на свойства металлов. Различают следующие структурные несовершенства:

точечные – малые в трех измерениях, размеры не превышают не скольких атомных радиусов;

линейные – малые в двух измерениях и протяженные в третьем;

поверхностные – малые в одном измерении.

Точечные дефекты характеризуются концентрацией.

Тепловая вакансия (дефекты Шоттки) – узел КР, в котором отсутствует атом. В кристалле всегда имеются атомы, кинетическая энергия которых вы ше средней. Такие атомы могут перемещаться из узла и выходить на поверх ность. В результате этого принадлежащие им узлы становятся свободными.

Это тепловые вакансии. Количество вакансий составляет 1-2% вблизи Тпл. С повышением температуры концентрация вакансий возрастает.

Межузельная частица (дефекты Френкеля) – собственный атом или ион, сместившийся из узла решетки - дислоцированные атомы.

Примесные дефекты – «чужие» атомы, которые могут замещать ос новные частицы или размещаться между узлами.

Точечные дефекты влияют на физические свойства (электропроводи мость, магнитные свойства и т.д.). Вакансии активно участвуют в процессе диффузии. Чем температура выше, тем диффузия активней.

Линейные дефекты характеризуются длиной.

Дислокации - нарушения правильного чередования атомных плоско стей (граница зоны сдвига, распространившегося на часть кристалла).

Краевая дислокация – локализованное искажение КР, вызванное нали чием в ней «лишней» полуплоскости, называемой экстраплоскостью, пред ставляет собой некую линию – край экстраплоскости. Различают положи тельные и отрицательные дислокации.

Винтовая дислокация. Часть кристалла сдвинута относительно другой на один параметр по вертикали. Кристалл можно представить в виде одной атомной плоскости, закрученной в виде винтовой поверхности. Если переход от верхних горизонтов к нижним осуществляется поворотом по часовой стрелке, то дислокация правая, а если поворотом против часовой стрелки – левая. Вокруг дислокации возникают искажения КР.

Дислокации образуются в процессе кристаллизации, пластической де формации, фазовых превращениий. Количественной мерой является плот ность дислокаций :

= L / V, см -2, где L – суммарная длина дислокаций в некотором объеме, см;

V –объем кристалла, см3.

Дислокации присутствуют в огромных количествах, легко передвига ются. Плотность дислокации в значительной мере определяет пластичность и прочность материала. С увеличением плотности дислокаций изменяются оп тические свойства, повышается электросопротивление металла. Дислокации увеличивают среднюю скорость диффузии в кристалле, ускоряют старение и другие процессы, уменьшают химическую стойкость, поэтому в результате обработки поверхности кристалла специальными веществами в местах выхо да дислокаций образуются ямки.

Поверхностные дефекты характеризуются площадью. В поликри сталлическом веществе строение каждое зерно состоит из отдельных субзе рен, образующих субструктуру. Зерна разориентированы относительно друг друга на десятки градусов, между ними – большеугловые границы. Субзерна разориентированы на несколько градусов, между ними - малоугловые грани цы. По границам скапливаются дислокации, а также примеси и включения, границы обладают повышенным запасом энергии.

Поверхностные дефекты – границы зерен, фрагментов и блоков. Име ются участки зерна, разориентированные один относительно другого на не сколько градусов. Эти участки называются фрагментами. Процесс деления зерен на фрагменты называется фрагментацией или полигонизацией. В свою очередь каждый фрагмент состоит из блоков, размерами менее 10 мкм, разо риентированных на угол менее одного градуса. Такую структуру называют блочной или мозаичной.

Объемные дефекты имеют значительную протяженность во всех на правлениях. Это усадочные и газовые раковины, трещины.

Краткая характеристика и классификация сплавов для авиа строения.

Классификация черных сплавов Среди железоуглеродистых сплавов выделяют стали, содержащие уг лерода менее 2,14%, и чугуны, содержащие углерода более 2,14%.

Стали классифицируются по множеству признаков.

1.По химическому составу: углеродистые и легированные.

2.По содержанию углерода (деление относится к конструкционным сталям):

низкоуглеродистые, с содержанием углерода до 0,25 %;

среднеуглеродистые, с содержанием углерода 0,3 - 0,45 %;

высокоуглеродистые, с содержанием углерода выше 0,5 % 3.По равновесной структуре: доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтек тоидные.

4.По качеству. Количественным показателем качества является содер жания вредных примесей: серы и фосфора:

стали обыкновенного качества - S = 0,055%;

P = 0,045% :

качественные стали - S = 0,04%;

P = 0,035%;

высококачественные стали - S = 0,025%;

P = 0,025%;

особовысококачественные стали - S = 0,015%;

P = 0,025%.

5.По назначению:

конструкционные – применяются для изготовления деталей ма шин и механизмов, элементов конструкций;

инструментальные – применяются для изготовления различных инструментов;

специальные – стали с особыми свойствами: электротехнические, с особыми магнитными свойствами и др.

6. По структуре в нормализованном состоянии, то есть после нагрева и последующего охлаждения на спокойном воздухе: перлитные;

мартенсит ные;

аустенитные;

ферритные;

ледебуритные.

7. По методу придания формы изделиям: деформируемые, литейные, спеченные.

8. По степени раскисления: кипящие, полуспокойные, спокойные.

9. Легированные стали классифицируют по степени легирования - низ колегированные, среднелегированные, высоколегированные.

Применение в авиамашиностроении находят различные сплавы. Це ментуемые стали используют для изготовления деталей машин и приборов (кулачков, зубчатых колес), испытывающих переменные и ударные нагрузки и одновременно, подверженных износу. Из улучшаемых сталей изготавли вают валы и роторы турбин, тяжелонагруженные детали редукторов и ком прессоров. Высокопрочные стали рекомендуются для изготовления корпусов двигателей, стволов артиллерийского и стрелкового оружия, катапульт са молетов, шасси, гидрокрыльев, корпусов подводных лодок, батискафов, де талей криогенных сосудов, высоконагруженных дисков турбомашин, зубча тых колес, шпинделей, червяков. Коррозионностойкие стали применяются для изготовления обшивки, сопловых конструкций и силовых элементов уз лов летательных аппаратов.

Классификация цветных сплавов Наиболее широкое применение имеют сплавы на основе алюминия, титана, магния, меди.

По технологическим свойствам алюминиевые сплавы подразделяются на:

деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой:

деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой;

литейные сплавы;

спеченные сплавы.

Методами порошковой металлургии изготовляют спеченные алюми ниевые сплавы (САС) испеченные алюминиевые порошковые сплавы (САП).

Деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой ти па АМг (алюминий - магний) АМц (алюминий - марганец) обладают высокой вибрационной стойкостью, хорошей коррозионной стойкостью, свариваемо стью. Их применяют для трубопроводов для бензина, масел, сварных баков.

Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой, доста точно многообразны. Дюралюмины Д16, применяют для обшивки, шпанго утов, стрингеров и лонжеронов самолетов, силовых каркасов, Д18 для закле пок. Высокопрочные алюминиевые сплавы В95, В96 применяют для обшив ки и внутреннего набора самолета. Из ковочных сплавов АК6, АК8 изготав ливают крупногабаритные штамповки для несущих подмоторных рам, фит тинги, стойки, рамы, стыковые узлы, пояса лонжеронов и другие силовые де тали. Жаропрочый сплав АК4-1 используется для ракетных двигателей (ло патки и диски компрессоров, заборники, обшивка и силовой набор каркаса сверхзвуковых самолетов) Сплав ВАД 17 – применяется для лопаток осевых компрессоров.

Литейные алюминиевые сплавы применяются для малонагруженных деталей – корпуса приборов, кронштейны, детали авиационных колес, бара баны, корпуса компрессоров, картеров. Некоторые сплавы применяют и для нагруженных деталей – вилки шасси и хвостового оперения, детали прибо ров, штурвалов.

Из САП и САС изготавливают обшивку, диски, лопатки компрессоров и другие детали, работающие длительно при 300-500оС и кратковременно при 700-900 оС.

По технологии изготовления титановые сплавы подразделяются на деформируемые, литейные и порошковые.

Выпускаются деформируемые титановые сплавы марок: ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ВТЗ-1, ВТ5, ВТ5-1, ВТ6, ВТбс, ВТ8, ВТ14, ВТ20, ВТ22, ПТ-7М, ПТ-ЗВ, АТЗ.

Особенности маркировки литейных титановых сплавов - наличие бук вы Л в конце обозначения марки: ВТ5Л, ВТЗ-1 Л, ВТ20Л и др.

Для изготовления деталей методом порошковой металлургии исполь зуют сплавы ВТ5, ВТ5-1, ОТ4, ВТЗ-1 и т.д.

По характеристикам основных механических свойств среди титановых сплавов выделяют сплавы обычной прочности, высокой прочности, жаро прочные, высокопластичные, высококоррозионностойкие.

По способу упрочнения различают упрочняемые и не упрочняемые термической обработкой.

По структуре в отожженном состоянии бывают – сплавы, – сплавы, псевдо – сплавы, ( + ) – сплавы, псевдо – сплавы.

Виды выпускаемых промышленностью полуфабрикатов титановых сплавов – это прутки, поковки, штамповки, профили, плиты, трубы, листы, проволока, литье. В двигателях титан применяется для изготовления лопаток компрессоров, воздухозаборников, роторов и корпусов компрессоров. Тита новые сплавы применяют для изготовления горячих секций планера, шпанго утов, фюзеляжа, смотровых панелей, соплового аппарата самолетов верти кального взлета. В ракетостроении из титановых сплавов изготавливают кор пуса ракет, баллоны для сжатых и сжиженных газов, сопла, их применяют в лопатках паровых турбин. Титан применяют и авиационной электронике и в криогенной технике, и в атомных реакторах, и в качестве электродов, впаи ваемых в керамику микромодульной аппаратуры и для емкостей с химически активными средами.

Магниевые сплавы классифицируют на деформируемые и литейные.

Деформируемые магниевые сплавов: МА1, МА2, МА2-1, МА5, МА8, МАП, МА12, МА14, МА15, МАЮ.

Литейные магниевые сплавы выпускаются марок: МЛЗ, МЛ4, МЛ4пч, МЛ5, МЛ5пч, МЛ5он, МЛ6, МЛ8, МЛ9, МЛ10.

По плотности магниевые сплавы разделяют на легкие и сверхлегкие.

По возможным температурам эксплуатации: сплавы для работы при комнатных температурах, жаропрочные, высокожаропрочные, сплавы для криогенных температур. Различают сплавы, упрочняемые и не упрочняемые термической обработкой.

Магниевые сплавы уменьшают вес конструкций летательных аппара тов. Из них изготавливают колеса и вилки шасси, передние кромки крыльев, различные рычаги. Корпуса приборов, насосов, коробок передач, фонари и двери кабин, детали планера самолета, корпуса ракет. Обтекатели топливные, килородные баки. Высокопрочные литейные сплавы применяют для нагру женных деталей самолетов и двигателей (корпуса компрессоров, картеров, ферм шасси, колонок управления).

Бериллий – перспективный конструкционный материал для авиации.

Он имеет высокий модуль упругости и низкую плотность. Бериллиевые спла вы подразделяют на: высокомодульные и высокопрочные;

жаропрочные и коррозионностойкие. Из листового бериллия изготавливают панели обшивки, лонжероны, конусы. Сплавы бериллия используют в системах управления и наведения ракет, в гироскопах, камерах сгорания и соплах, в оптических при борах, используемых в космосе, системах антенн. Из них изготавливают рули космических аппаратов, теплозащитные экраны.

Медь образует сплавы: латуни, бронзы и медно-никелевые (мельхиор, нейзильбер, куниаль, константан, манганин, копель и др.). Из латуни и меди изготавливают трубки дилатометрических датчиков для регулирования тем пературы газов, сильфоны клапанов измерительных устройств для контроля давления и перепада давления, из бериллиевых бронз делают мембраны дат чиков давления, пружинящие элементы авиационных приборов, детали шес теренных насосов двигателей. Для изготовления подшипников скольжения, подпятников, уплотняющих втулок насосов и колец контактных уплотните лей двигателей широко используются оловянные и оловянно-свинцовистые бронзы.

Сплавы на основе циркония применяют для создания силовых авиа ционно - космических установок, для крепежных деталей, для оболочек теп ловыделяющих элементов.

Формирование структуры литых сплавов Если температура выше критической ТS, то вещество находится в жид ком состоянии, а если ниже ТS – в твердом кристаллическом. При температу ре, равной ТS жидкая и твердая фаза обладают одинаковой энергией и нахо дятся в равновесии. Температура ТS – равновесная или теоретическая тем пература кристаллизации. Для начала процесса кристаллизации необходимо, чтобы процесс был термодинамически выгоден системе и сопровождался уменьшением свободной энергии системы. Это возможно при охлаждении жидкости ниже температуры ТS. Температура, при которой практически на чинается кристаллизация, называется фактической температурой кристал лизации.

Охлаждение жидкости ниже равновесной температуры кристаллизации называется переохлаждением, которое характеризуется степенью переохла ждения (Т): Т = Ттеор - Ткр. Степень переохлаждения зависит от природы металла, от его чистоты, от скорости охлаждения.

Кристаллизация – процесс образования участков кристаллической решетки в жидкой фазе и рост кристаллов из образовавшихся центров.

При соответствующих условиях в жидком металле начинают образо вываться кристаллики – центры кристаллизации или зародыши. Для начала их роста необходимо уменьшение свободной энергии металла, в противном случае зародыш растворяется. Минимальный размер способного к росту за родыша называется критическим размером, а зародыш – устойчивым. Пере ход из жидкого состояния в кристаллическое требует затраты энергии на об разование поверхности раздела жидкость – кристалл. Зародыши с размерами равными и большими критического растут с уменьшением энергии и поэтому способны к существованию.

Число центров кристаллизации (ч. ц.) и скорость роста кристаллов (с.р.) зависят от степени переохлаждения. Чем больше степень переохлажде ния, тем больше образуется центров кристаллизации и тем больше скорость роста, и, соответственно мельче зерно.

Если металл очень сильно переохладить, то число центров и скорость роста кристаллов равны нулю, жидкость не кристаллизуется, образуется аморфное тело. Стремятся к получению мелкозернистой структуры. Опти мальными условиями для этого являются: максимальное число центров кри сталлизации и малая скорость роста кристаллов. Размер зерен при кристалли зации зависит и от числа частичек нерастворимых примесей, которые играют роль готовых центров кристаллизации – оксиды, нитриды, сульфиды. Чем больше частичек, тем мельче зерна закристаллизовавшегося металла. Мелко зернистую структуру можно получить в результате модифицирования, когда в жидкие металлы добавляются посторонние вещества – модификаторы.

По причине отставания процессов диффузии в твердом веществе при кристаллизации в реальных условиях может возникать неоднородность хи мического состава по сечению зерна – дендритная или микроликвация. Явле ние в целом нежелательное, устраняют ее проведением диффузионного от жига (гомогенизации).

Строение металлического слитка. Чаще слиток состоит из трех зон:

1. мелкокристаллическая корковая зона;

2. зона столбчатых кристаллов;

3. внутренняя зона крупных равноосных кристаллов.

В верхней части слитка образуется усадочная раковина, которая под лежит отрезке и переплавке, так как металл более рыхлый (около 15…20 % от длины слитка). В зависимости от требований и условий кристаллизации, можно изменять соотношение зон и даже исключать отдельные зоны из структуры слитка вообще. Лучшие свойства металлу обеспечивает однород ная структура. Возникающая в отдельных случаях неоднородность химиче ского состава по сечению слитка – зональная или макроликвация - неустра нима. Еще один вид ликвации – гравитационная – возникает под влиянием силы тяжести, когда кристаллизующихся в первую очередь твердые фазы и жидкость существенного различаются по плотности.

Получение монокристаллов. Монокристаллы отличаются минималь ными структурными несовершенствами. Их можно получить, если создать условия для роста единичного кристалла только из одного центра кристалли зации. Монокристаллы обеспечивают беспористую структуру, что положи тельно сказывается на механических свойствах.

Метод Бриджмена. Металл, помещенный в тигель с коническим дном, нагревается в вертикальной трубчатой печи до температуры на 50-100оС вы ше температуры его плавления. Затем тигель с расплавленным металлом медленно удаляется из печи. В первую очередь охлаждается вершина конуса, где и появляются первые центры кристаллизации. Монокристалл вырастает из зародыша, у которого направление роста совпадает с направлением пере мещения тигля.

Метод Чохрольского состоит в вытягивании монокристалла из распла ва, нагретого в печи. Для этого используется готовая затравка - образец, вы резанный из монокристалла. Тянущийся за затравкой жидкий металл кри сталлизуется, наследуя структуру затравки. Ванна с расплавом и растущий монокристалл вращаются навстречу друг другу.

Влияние химического состава на равновесную структуру сплавов.

Фазовый состав сплавов. Сплав - это вещество, полученное сплавле нием двух или более элементов. Возможны другие способы получения спла вов: спекание, электролиз, возгонка. Если в составе сплава преобладает ме талл, то такой сплав называют металлическим, он обладает металлическими свойствами.

Компоненты – вещества, образующие систему. В качестве компонен тов могут выступать чистые вещества и химические соединения. Вступая во взаимодействие, компоненты могут образовывать различные фазы.

Фаза – обособленная часть системы (сплава), имеющая определенные состав, строение и свойства и границу раздела.

Строение металлического сплава зависит от того, какие фазы и струк турные составляющие образуются в результате взаимодействия компонентов.

Почти все металлы в жидком состоянии растворяются друг в друге в любых соотношениях. В твердом состоянии в сплавах различают следующие типы фаз:

твердые растворы – фазы переменного состава, сохраняющие решетку металла-растворителя. Различают твердые растворы внедрения и замещения, как правило, это фазы достаточно пластичные;

промежуточные фазы (химические соединения) – фазы, имеющие собственную решетку, отличную от решеток компонентов. Они чрезвычайно разнообразны по природе, как правило, обладают высокой твердостью, в сплавах являются упрочняющими фазами. Самые твердые – фазы внедрения.

Фазы, образованные металлами, называются интерметаллиды.

В сплавах также могут образовываться структурные составляющие, представляющие собой смеси фаз. Это эвтектики, образующиеся при кри сталлизации жидкого расплава, и эвтектоиды, образующиеся в результате распада твердого раствора или промежуточных фаз.

Диаграмма состояния представляет собой графическое изображение состояния любого сплава изучаемой системы в зависимости от концентрации и температуры. Диаграммы двойных (двухкомпонентных, бинарных) сплавов являются плоскими изображениями.

Диаграмма состояния показывают состояния, которые при данных ус ловиях обладают минимумом свободной энергии, и поэтому ее также назы вают диаграммой равновесия. Построение диаграмм состояния можно осу ществлять на основе термодинамических расчетов (теоретически), однако наиболее часто оно осуществляется экспериментально, при помощи термиче ского анализа.

Для серии сплавов определенной концентрации получают серию кри вых охлаждения, на которых при температурах фазовых превращений на блюдаются точки перегиба и площадки. Температуры, соответствующие фа зовым превращениям, называют критическими точками (критическими тем пературами). Точки, отвечающие началу кристаллизации, называют точками ликвидус, а концу кристаллизации – точками солидус. На основании кривых охлаждения строят диаграмму состояния в координатах: по оси абсцисс – концентрация компонентов, по оси ординат – температура.

Сплошными линиями на диаграмме разделяются фазовые поля, каж дая точка на линии соответствует температуре некоторого фазового превра щения определенного сплава. Поля могут быть однофазными или двухфаз ными. Основными линиями являются линии ликвидус и солидус и линии, со ответствующие фазовым превращениям в твердом состоянии. Горизонталь ные линии на диаграмме отвечают изотермическим превращениям – эвтекти ческому, перитектическому, эвтектоидному, перитектоидному. Если на диа грамме указаны только фазы, то она называется фазовой, но для характери стики сплавов большое значение имеет структура, тогда на диаграммах появ ляются дополнительные пунктирные линии, разделяющие структурные поля, вводятся понятия структурных составляющих и диаграмма называется струк турной.

По диаграмме состояния можно определить температуры фазовых пре вращений, изменение фазового состава. По виду диаграммы можно прибли зительно определить свойства сплава, виды обработки, которые можно при менять для сплава.

Между типом диаграммы и свойствами сплавов существует опреде ленная зависимость, которую установил Курнаков.

Способы направленного изменения структуры и свойств материа лов.

Пластическая деформация и рекристаллизация.

Деформацией называется изменение формы и размеров тела под дей ствием напряжений. Напряжение – сила, действующая на единицу площади сечения детали.

Упругой называется деформация, полностью исчезающая после снятия вызывающих ее напряжений. Пластической или остаточной называется деформация, остающаяся после прекращения действия вызвавших ее напря жений.

Пластическая деформация может осуществляться двумя способами:

скольжением дислокаций и двойникованием.

Разрушение металлов. Процесс деформации при достижении высоких напряжений завершается разрушением. Тела разрушаются по сечению не од новременно, а вследствие развития трещин. Работа разрушения складывается из работы зарождения трещины и работы развития трещины.

Различают хрупкое разрушение, при котором на распространение тре щины энергия практически не затрачивается. Скорость распространения хрупкой трещины велика - близка к скорости звука (внезапное, катастрофи ческое разрушение). Различают транскристаллитное разрушение – трещина распространяется по телу зерна, интеркристаллитное – по границам зерен (всегда хрупкое). Результатом хрупкого разрушения является хрупкий излом – блестящий, светлый, имеющий кристаллическое строение.

При вязком разрушении трещина тупая раскрывающаяся. Величина пластической зоны впереди трещины велика. На распространение трещины затрачивается большая энергия, скорость распространения трещины не так велика, как в случае хрупкого разрушения. Поверхность вязкого излома не гладкая, матовая, имеет волокнистое строение. По виду излома можно опре делить характер разрушения.

Деформация приводит к изменению формы зерен: зерна получают форму, вытянутую в направлении наиболее интенсивного течения металла.

При больших степенях деформации металл приобретает волокнистое строе ние. Волокна с вытянутыми вдоль них неметаллическими включениями яв ляются причиной неодинаковости свойств вдоль и поперек волокон. Кри сталлические решетки большинства зерен получают одинаковую ориенти ровку, и возникает текстура деформации, при этом проявляется анизотро пия свойств. В процессе деформации поликристаллического вещества воз растает количество дефектов, особенно дислокаций.

С увеличением степени деформации механические свойства металла изменяются: прочностные характеристики и твердость увеличиваются, а ха рактеристики пластичности и вязкости уменьшаются. Повышение твердости и прочности металла в результате пластической деформации называется де формационным упрочнением или наклепом (нагртовкой). Меняются и другие свойства металла: повышается электросопротивление, снижаются сопротив ление коррозии, теплопроводность, магнитная проницаемость, плотность.

Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного ме талла: возврат и рекристаллизация. Деформированный металл находится в неравновесном состоянии, при низких температурах это состояние может сохраняться неограниченно долго. При повышении температуры металла в процессе нагрева после пластической деформации диффузия атомов увели чивается, и начинают происходить процессы возврата и рекристаллизации, приводящие к разупрочнению.

При возврате не происходит изменения микроструктуры деформиро ванного металла. Процесс частичного разупрочнения и восстановления свойств, связанный с уменьшением в основном количества точечных дефек тов, называется отдыхом. Т = 0,2-0,3 Тпл.. Полигонизация – процесс образо вания в пределах исходного зерна новых субзерен – связана с перемещением дислокаций.

Рекристаллизация (первичная)– процесс зарождения и роста новых, более совершенных по строению зерен при нагреве деформированного ме талла, что приводит к формированию новой микроструктуры. Трек. = Тпл, где коэффициент зависит от природы металла.

Собирательная рекристаллизация заключается в равномерном росте образовавшихся новых зерен. Происходит это при росте температуры или продолжительности выдержки. При укрупнении зерен общая протяженность границ уменьшается, снижается поверхностная энергия и внутренняя энергия в целом, система переходит в более равновесное состояние. Иногда проис ходит вторичная рекристаллизации – избирательный рост отдельных зерен, что приводит к разнозернистости металла. Крупное зерно и разнозернистость негативно сказываются на механические свойства, особенно снижаются пла стичность и вязкость.

Размер зерна после рекристаллизации зависит в основном от исходной степени деформации и температуры рекристаллизационного отжига. Варьи руя эти параметры, можно регулировать размер зерна, что особенно ценно для однофазных сплавов.

В зависимости от температуры деформирования различают: холодное, которое ведется при температуре ниже температуры рекристаллизации и вы зывает наклеп, и горячее - при температуре выше температуры рекристалли зации, процессы упрочнения при этом сопровождаются процессам разупроч нения в связи с протеканием возврата и рекристаллизации, в этом случае мо жет возникать горячий наклеп.

Термическая обработка (ТО) сплавов.

Термическая обработка – технологические процессы, состоящие из нагрева, выдержки и охлаждения металлических изделий с целью изменения их структуры и свойств. Нагрев характеризуется скоростью нагрева, выдерж ка – температурой и продолжительностью, охлаждение – скоростью охлаж дения. Которую обеспечивает определенная среда охлаждения. Термическую обработку подразделяют на предварительную и окончательную. Предвари тельная – применяется для подготовки сплава для последующих технологи ческих операций (для обработки давлением, улучшения обрабатываемости резанием и пр.). Окончательная – формирует свойство готового изделия. В соответствии с классификацией видов термообработки выделяют:

отжиг, который формирует в сплаве равновесную структуру, закалку, которая формирует в сплаве неравновесную структуру, отпуск (старение)- назначается после закалки и формирует в спла ве более равновесную структуру, чем при закалке.

В теории ТО стали принято условное обозначение температур фазовых превращений. Точки линии PSK (7270С) обозначаются А1, что соответствует температурам превращения перлита в аустенит и обратно (ПА);

точки ли нии GS обозначаются A3 – соответствуют температурам окончания поли морфного превращения железа при нагреве и начала превращения при охла ждении (Ф+А А);

точки линия SE обозначают Acm – соответствует темпе ратуре окончания растворения цементита вторичного в аустените при нагре ве и начала выделения цементита вторичного при охлаждении.

Принято выделять следующие процессы:

1. Процессы при нагреве сталей до аустенитного состояния.

2. Процессы при охлаждении аустенита с различными скоростями (при различной степени переохлаждения) 3. Процессы при нагреве закаленных сталей (процессы при отпуске).

Основным превращением при нагреве сталей является превращение перлита в аустенит, которое происходит при нагреве выше критической тем пературы А1, При нагреве происходит два основных процесса: полиморфное превращение FeFe, и растворение цементита в аустените. Процессом, определяющим скорость превращения, является растворение цементита за счет диффузии. При нагреве происходит измельчение зерна аустенита.

Превращение аустенита при охлаждении зависит от степени переох лаждения (скорости охлаждения). Для описания превращения используют диаграммы изотермического превращения аустенита, которые строят экспе риментально (на основе кинетических кривых) в координатах температура – время. Свойства и строение продуктов превращения аустенита зависят от температуры, при которой происходит процесс его распада.

Для эвтектоидной стали различают три температурных интервала и три вида превращения – диффузионное (перлитное) – в интервале А1 -500 оС;

промежуточное (бейнитное) – в интервале 500 – 240 оС;

бездиффузионное (мартенситное превращение) - в интервале от Мн (температуры начала мар тенситного превращения) - Мк (температура конца мартенситного превраще ния, -50оС).

Закаливаемость - способность стали повышать твердость в результате закалки, чем больше углерода, тем закаливаемость выше. Прокаливаемость способность стали образовывать закаленный слой со структурой мартенсита или троосто-мартенсита на определенную глубину. Прокаливаемость тем выше, чем больше устойчив аустенит, чем больше в стали легирующих эле ментов, чем более интенсивный охладитель. Критический диаметр – макси мальное сечение, прокаливающееся в данном охладителе на глубину, равную радиусу изделия. Нагрев может осуществляться в нагревательных печах, то пливных или электрических, в различной по составу газовой среде, в соля ных ваннах или в ваннах с расплавленным металлом, пропусканием через изделие электрического тока или в результате индукционного нагрева. На грев с максимальной скоростью уменьшает окалинообразование, обезугле роживание и рост аустенитного зерна. Перепад температур по сечению ведет к возникновению термических напряжений. Если растягивающие напряже ния превысят предел прочности или предел текучести, то возможно коробле ние или образование трещин.

Неправильный режим нагрева может привести либо к перегреву, когда наблюдается интенсивный рост зерна аустенита, либо к пережогу, когда на блюдается окисление границ зерен стали. Пережог – неисправимый брак.

Ванадий, титан, молибден, вольфрам, алюминий – уменьшают склон ность к росту зерна аустенита, а марганец и фосфор – увеличивают ее. Заэв тектоидные стали менее склонны к росту зерна. Крупное зерно снижает со противление отрыву, ударную вязкость, повышает порог хладоломкости.

Закалка сталей - вид термической обработки, состоящей из нагрева конструкционных сталей до температуры на 3050°С выше критической точ ки Ас3;

для инструментальных сталей до температуры на 3050 °С выше кри тической точки Ас1, выдержки при этой температуре и последующего быст рого охлаждения со скоростью выше критической (в воде, растворах солей, полимеров или в других средах). В результате закалки повышается твердость и прочность сталей, но снижается пластичность. Структура – мартенсит за калки (иногда с аустенитом остаточным или некоторым количеством не рас творившихся при нагреве фаз).

Для закалки применяют различные приемы охлаждения в зависимости от марки стали, формы, размеров детали, технических требований к ним. Ис пользуются несколько способов закалки, которые классифицируются по ме тоду охлаждения. Различают простую закалку( в одном охладителе), преры вистую, ступенчатую, изотермическую закалку, закалка с самоотпуском.

Отпуск – вид термообработки, связанный с нагревом закаленных сплавов до температур, не превышающих критические (для сталей ниже, чем Ас1), выдержкой и последующим охлаждением с цель получения более рав новесных, чем при закалке структур Отпуск является окончательной терми ческой обработкой. Целью отпуска является повышение вязкости и пластич ности, снижение твердости и уменьшение закалочных напряжений. Различа ют три вида отпуска: 1. Низкий отпуск с температурой нагрева 150…300oС.

Получают структуру – мартенсит отпуска. Проводят для инструментальных сталей;

после закалки токами высокой частоты;

после цементации. 2. Сред ний отпуск с температурой нагрева 300…450oС. Получают структуру – троостит отпуска, сочетающую высокую твердость 40…45HRC c хорошей упругостью и вязкостью. Используется для изделий типа пружин, рессор. 3.

Высокий отпуск с температурой нагрева 450…650oС. Получают структуру, сочетающую достаточно хорошую прочность и повышенную ударную вяз кость (оптимальное сочетание свойств) – сорбит отпуск. Комплекс термиче ской обработки, включающий закалку и высокий отпуск, называется терми ческим улучшением. Обычно с повышением температуры отпуска ударная вязкость увеличивается, а скорость охлаждения не влияет на свойства. Но для некоторых сталей наблюдается снижение ударной вязкости. Этот дефект называется отпускной хрупкость. В случае образования при определенных температурах специальных карбидов наблюдается явление дисперсионного твердения.

Отжиг - вид термообработки, направленный на получение равновес ной (или близкой к равновесной) структуры. Отжиг, как правило, приводит к снижению твердости и повышению пластичности.

Отжиг 1 рода – возможен для любых металлов и сплавов. Его прове дение не обусловлено фазовыми превращениями в твердом состоянии. Ос новное значение имеет температура нагрева и время выдержки. Устраняет физическую (рекристаллизационный) и химическую неоднородность (диф фузионный).

Отжиг II рода – назначается для металлов и сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии. Характеризуется нагревом до температур выше критических и очень медленным охлаждением, как прави ло, вместе с печью. Различают полный, изотермический, неполный отжиг.

Нормализация – вид термообработки стали, заключающийся в нагре ве ее до температуры на 30-50оС выше критических точек АС3 (для доэвтек тоидной стали) или Аcm (для заэвтектоидной стали), выдержке при этой тем пературе и последующем охлаждении на спокойном воздухе. При нормали зации происходит полная фазовая перекристаллизация, устраняется крупно зернистость, полученная от предшествующих обработок.

Поверхностная закалка применяется, когда требуются высокая твер дость и повышенная износостойкость поверхности при сохранении вязкой и достаточно прочной сердцевины изделия, Поверхностной закалке подверга ются стали при содержании углерода более 0,3%. Выбор оптимальной тол щины упрочняемого слоя определяется условиями работы детали и составля ет от 1,5 до 15 мм. В практике наиболее часто используют поверхностную за калку с индукционным нагревом током высокой частоты (ТВЧ). Разогрев по верхностных слоев металлической детали происходит за счет вихревых то ков, возникающих при помещении ее в переменное магнитное поле, созда ваемое проводником-индуктором.

Чем больше частота тока, тем тоньше получается закаленный слой. При правильных режимах нагрева после охлаждения получается структура мел коигольчатого мартенсита. Твердость повышается на 3-5 HRC по сравнению с обычной закалкой, возрастает износостойкость и предел выносливости. Пе ред закалкой ТВЧ изделие подвергают нормализации, а после закалки низко му отпуску при температуре 150…200oС (самоотпуск).

Газопламенная закалка. Нагрев осуществляется ацетиленокислород ным, газокислородным или керосинокислородным пламенем с температурой 2400 - 3200oС. Поверхность изделия быстро нагревается до температуры за калки, тогда как сердцевина не успевает нагреться. Структура поверхностно го слоя после закалки состоит из мартенсита, мартенсита и феррита. Толщина закаленного слоя 2 - 4 мм, твердость 50…56 HRC.


Поверхностная закалка при нагреве лазером. Под воздействием лазера поверхность детали за короткий промежуток времени нагревается до высо ких температур. После прекращения действия лазерного излучения происхо дит закалка нагретых участков, из-за интенсивного отвода теплоты в глубь металла. Скорость охлаждения составляет 103-105 0С/с. Поверхностная закал ка при нагреве лазером без оплавления повышает в 2-4 раза износостойкость, на 70-80% предел выносливости при изгибе и на 60-70% - предел контактной выносливости.

Термическая обработка сплавов с переменной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Наличие переменной растворимости компонентов в твердом состоянии характерно для многих цветных сплавов – алюминиевых, магниевых, бериллиевой бронзы;

это позволяет упрочнять стареющие сплавы путем термической обработки, состоящей из закалки и старения.

Такие сплавы имеют двухфазную структуру, состоящую из кристаллов твердого раствора и относительно крупных вторичных кристаллов, как пра вило, промежуточных фаз (интеметаллидов). При закалке сплавы нагревают до температур выше температур фазовых превращений, обеспечивающих растворение вторичных кристаллов, и быстрым охлаждением подавляют вы деление вторичных кристаллов. Получают пересыщенный твердый раствор замещения легирующих компонентов в основном компоненте. Такая струк тура обладает невысокой твердостью и удовлетворительной пластичностью.

Это неравновесная структура, которая обладает повышенным уровнем сво бодной энергии, поэтому она с течением времени будет распадаться – нач нется процесс старения. Старение применяется к материалам, подвергнутым закалке без полиморфного превращения.

Старение, происходящее при температуре 20-25 oС, называется есте ственным, а при повышенных температурах – искусственным. Основное на значение старения – повышение прочности и стабилизация свойств. Нагрев сплава увеличивает подвижность атомов, что ускоряет процесс. Предел прочности, предел текучести и твердость сплава с увеличением продолжи тельности старения возрастают, достигают максимума и затем снижаются (явление перестаривания). В зависимости от температуры при распаде пере сыщенного твердого раствора закалки могут возникать следующие образова ния (они перечислены в порядке возрастания температуры): 1. зоны Гинье – Престона, 2 – кристаллы метастабильной фазы, 3 – кристаллы стабильной фазы.

Зоны Гинье – Престона - это малые объемы твердого раствора с резко повышенной концентрацией растворенного компонента, сохраняющие ре шетку растворителя. ГП зоны затрудняют прохождение дислокаций. Твер дость и прочность достигает максимального значения. Метастабильные фазы возникают при большей температуре, имеют иную кристаллическую решет ку, чем твердый раствор, но когерентную с ним. Для метастабильной фазы характерна высокая дисперсность, что значительно повышает сопротивление движению дислокаций. Если время выдержки достаточно велико, то проис ходят процессы коагуляции. Стабильная фаза имеет сложную пространст венную решетку, в большинстве случаев вторичные кристаллы выделяются в виде крупных частиц. Значительного упрочнения сплава не наблюдается.

Степень упрочнения при старении может быть очень высокой. У дура люминов твердость и временное сопротивление увеличивается в 2 раза, у бе риллиевых бронз в 3 раза. Термическую обработку, приводящую к получе нию стабильной структуры, называют стабилизацией. Для разупрочнения сплавов упрочняющей термообработки при необходимости их можно под вергнуть коагуляционному старению Конструкционная прочность и критерии оценки механических свойств.

В результате механических испытаний получают характеристики:

силовые (предел пропорциональности, предел упругости, предел текучести, предел прочности, предел выносливости);

деформационные (относительное удлинение, относительное суже ние);

энергетические (ударная вязкость).

Конструкционная прочность – комплекс механических свойств, обес печивающих надежную и длительную работу деталей в условиях эксплуата ции. На конструкционную прочность влияют, прежде всего, условия работы.

При статических нагрузках критериями прочности являются временное сопротивление и предел текучести, а также твердость. При циклических на грузках критериями прочности являются предел выносливости. Разрушение изделий, работающих при циклических нагрузках, происходят вследствие ус талости.

Усталость – процессы постепенного накопления повреждений в мате риале, приводящие к изменению его свойств, образованию трещин, их разви тию и разрушению. Выносливость (усталостная прочность) – способность материала сопротивляться усталости.

Предел выносливпсти ( – при симметричном изменении нагрузки, – при несимметричном изменении нагрузки, R - коэффициент асимметрии, R=min/max) – максимальное напряжение, выдерживаемое материалом за произвольно большое число циклов нагружения N, бывает физический для черных сплавов, и условный для цветных сплавов.

Надежность – свойство изделий сопротивляться хрупкому разруше нию.

Критериями надежности являются температурные пороги хладнолом кости, сопротивление распространению трещин (трещиностойкость), ударная вязкость, характеристики пластичности, живучесть.

Живучесть – разность между числом циклов до полного разрушения и числом циклов до появления усталостной трещины, характеризует способ ность материала работать в поврежденном состоянии (в зоне усталости). Оп ределяется скоростью роста трещины усталости СРТУ.

Долговечность – способность материала сопротивляться развитию по степенного разрушения, обеспечивая работоспособность детали в течение за данного времени. Долговечность определяется усталостью металла, процес сами износа, коррозии и другими, которые вызывают постепенное разруше ние и не влекут аварийных последствий.

Критериями, определяющими долговечность, являются усталостная прочность, износостойкость, сопротивление коррозии ипр..

Износостойкость – способность материала сопротивляться поверхно стному разрушению под действием внешнего трения.

Коррозионная стойкость – способность материала сопротивляться действию агрессивных сред.

Повышение конструкционной прочности достигаются технологиче скими, металлургическими и конструкторскими методами. Это легирование, пластическая деформация, термическая, термомеханическая, химико термическая обработка.

Основными механическими свойствами материалов являются проч ность, упругость, вязкость, твердость, пластичность, жесткость. Механиче ские свойства определяют поведение материала при деформации и разруше нии от действия внешних нагрузок.

В зависимости от условий нагружения механические свойства могут определяться при:

статическом нагружении – нагрузка на образец возрастает медленно и плавно.

динамическом нагружении – нагрузка возрастает с большой скоро стью, имеет ударный характер повторнопеременном, или циклическом, нагружении – нагрузка в процессе испытания многократно изменяется по величине или по величине и направлению.

Прочность – способность материала сопротивляться деформациям и разрушению. Испытания на растяжение проводятся на разрывных машинах, которые записывают диаграмму, выражающую зависимость удлинения об разца l (мм) от действующей нагрузки Р, Н.

Диаграмма растяжения металла в координатах напряжение - степень деформации позволяет определить ряд важных характеристик.

Предел пропорциональности (ппр) – максимальное напряжение, до ко торого сохраняется линейная зависимость между деформацией и напряжени ем. Поскольку невозможно установить точку перехода в неупругое состоя ние, устанавливают условный предел упругости – такое напряжение, при ко тором остаточная деформация очень мала.

Физический предел текучести т– это напряжение, при котором проис ходит увеличение деформации при постоянной нагрузке (при наличии на диаграмме площадки текучести). Условный предел текучести 0,2– это на пряжение, вызывающее остаточную деформацию = 0,2%.

Предел прочности в– напряжение, соответствующее максимальной нагрузке, которую выдерживает образец до разрушения. Единицы измерения МПа.

Пластичность - способность материала к пластической деформации, т.е. способность получать остаточное изменение формы и размеров без на рушения сплошности. Характеристики пластичности: относительное удлине ние и относительное сужение.

Твердость – это сопротивление материала проникновению (вдавлива нию) в него при определенной нагрузке стандартного тела (индентора), не деформирующегося при испытании;

при этом происходит пластическая де формация материала при контактном воздействии.

Наибольшее распространение получили методы Бринелля, Роквелла, Виккерса и микротвердости.

Чем больше сопротивление материала пластической деформации, тем выше твердость. Твердость тем выше, чем меньше получающийся при вдав ливании отпечаток по площади (методы Бринелля, Виккерса) или по глубине (метод Роквелла).

Вязкость - способность материала сопротивляться ударным нагрузкам.

Испытание проводят на образцах с надрезами определенной формы и размеров с использованием маятникового копра. Характеристикой вязкости является ударная вязкость, - удельная работа разрушения образца с надре зом. Ударную вязкость обозначает KCV. KCU. KCT. KC – символ ударной вязкости, третий символ показывает вид надреза: острый (V), с радиусом за кругления (U), с трещиной усталости в вершине V –образного надреза (Т).

Единицы измерения ударной вязкости МДж/м2.

При понижении температуры ударная вязкость понижается. Хладно ломкость – свойство металлического материала терять вязкость, хрупко раз рушаться при понижении температуры. Порог хладноломкости - темпера турный интервал изменения характера разрушения. Чем ниже порог хладно ломкости, тем менее чувствителен металл к концентраторам напряжений (резкие переходы, отверстия, риски), к скорости деформации. Эксплуатируют изделия при температуре выше порога хладноломкости.


Поведение конструкционных материалов в условиях внешних воз действий.

Высокие температуры. Повышение температуры существенно влияет на структуру и свойства металлических материалов: снижается прочность, увеличивается пластичность, наблюдается ползучесть, более интенсивно проходят процессы окисления. Высокие температуры вызывают более интен сивное разупрочнение границ зерен по сравнению с объемом зерна.

Температурный интервал работы полимерных материалов ниже, чем у металлов. При повышенных температурах происходит тепловое старение химический процесс постепенного разрушения структуры макромолекул и деструкция полимера. Наиболее высокой термостойкостью обладают кера мические неметаллические материалы. Графит и его разновидности являют ся самыми высокоогнеупорными материалами tраб до 3000оС.

Низкие температуры. С понижением температуры увеличивается предел текучести большинства металлов. Металлы с ГЦК решеткой (Al, Ni) имеют небольшую температурную зависимость предела текучести, при этом предел прочности возрастает, а пластичность достаточно хорошая. Металлы с ОЦК решеткой (V, Nb, Ta, Fe) сильно зависят от концентрации примесей и переходят в хрупкое состояние при содержании примесей в сотые или даже тысячные доли процентов. Металлы с ГПУ (Ti) решеткой занимают проме жуточное положение между ОЦК и ГПУ по склонности к хрупкому разруше нию.

Полимеры разрушаются при низких температурах без проявления оста точной деформаций. Это хрупкое разрушение. Термопластичные полимеры переходят в хрупкое состояние при 60-100оС. Термореактивные смолы моро зостойки от – 70 до -100оС. При криогенных температурах работоспособны аморфные ароматические полимеры с сетчатой структурой.

Радиационное облучение материалов обусловлено мощным радиаци онным полем вокруг земли. Это - электроны, протоны, космические лучи, солнечный ветер. Эффект радиационного воздействия более сильный у ме таллов с ГЦК решеткой больше, чем у металлов с ОЦК и ГПУ решеткой.

Результатом является: повышение концентрации точечных дефектов;

ионизация атомов;

возникновению искусственной радиоактивности материа ла. Облучение тяжелыми частицами приводит к более существенному повы шению дефектности кристаллического строения. Радиационное облучение вызывает охрупчивание материала, повышение его порога хладноломкости.

С увеличением дозы облучения повышается предел текучести, предел проч ности. Это объясняется упругим взаимодействием полей напряжений дисло каций и дефектов. При повышении температуры последствия радиационного облучения снимаются отжигом.

В полимерах в результате радиационного облучения идут два процесса:

радиационная деструкция и структурирование. Ударная вязкость после облу чения ухудшается, как и многие другие механические свойства. Но возраста ет механическая прочность, диэлектрические свойства стабильны.

У керамики под действием облучения уменьшается плотность, увели чивается объем, снижается прочность. При облучении графита образуется более твердый и хрупкий материал с уменьшенной плотностью, теплопро водностью.

Под действием глубокого вакуума происходит испарение металла Наи более приемлемыми для использования в глубоком вакууме являются ко бальт, никель, ниобий, тантал, молибден, вольфрам.

Свойства полимеров могут ухудшаться из-за процесса возгонки компо нентов. Полимеры используют в вакуумной технике для изготовления мем бран, шлангов, смотровых окон и т.д.

Стеклянные и керамические материалы стойки в вакууме. Для мате риалов, устойчивых в вакууме, важным требованием является низкая упру гость паров. Этому требованию отвечают натуральные и полярные каучуки;

кремнийорганические смолы (герметики);

стекла (кварцевые, платиновые, вольфрамовые);

керамика на основе оксидов тория, бериллия, циркония.

Соударения с твердыми частицами. При соударении с поверхностью частицы метеоритной пыли разрушают поверхность и вызывают изменения оптических свойств. Также нарушается тепловой режим работы из-за увели чения шероховатости. Часть энергии метеорита переходит в тепло, нагревая поверхность до температур плавления.

Контакт с жидкометаллической средой. Эффект жидкометалличе ского охрупчивания является следствием адсорбционного понижения проч ности. Атомы расплава могут проникать внутрь металла к развивающимся микротрещинам путем диффузии по дефектам структуры. Наибольшей ак тивностью обладают не чистые металлы, а их эвтектические сплавы. Сильно увеличивают эффект жидкометаллического охрупчивания надрезы и другие концентраторы напряжения.

Коррозионно-активные среды. Коррозией называется процесс само призвольного разрушения материалов вследствие химического или электро химического взаимодействия с окружающей средой. В рабочих средах при сутствуют агрессивные по отношению к материалу составляющие.

Химическая коррозия возникает при взаимодействии с сухими газами (воздух, углекислый газ) или с жидкостями - неэлектролитами (бензол, спирт, углеводы). Электрохимическая коррозия возникает под действием электролитов (влажная атмосфера воздуха, вода, растворы кислот, щелочей, солей).

Газовой коррозии подвержены многие детали летательных аппаратов – обшивки, экраны, датчики, сопла и т.д. Солевая коррозия возникает при на личии в газовой среде солей некоторых металлов (натрий, ванадий). Она про текает с большой скоростью, возрастающей при повышенных температурах.

Атмосферной коррозии подвергаются наружные детали конструкций (обшивки, оболочки, шасси). Коррозия в жидкости типична для деталей гид равлической, охлаждающей систем. Разрушение начинается с поверхности и постепенно проникает внутрь. Максимальный ущерб наносит равномерная коррозия, коррозия под напряжением и межкристаллитная. Межкристаллит ная коррозия опасна тем, что она развивается без заметных признаков в глубь металла по границам зерен. Коррозию оценивают по удельной потери массы в единицу времени (массовый показатель) или по изменению толщины изде лия во времени (глубинный показатель).

При электрохимической коррозии происходят процессы электрохими ческого взаимодействия металлов с участием электролитической среды из-за возникновения микрогальванических пар. Происходит окисление металла (или участка поверхности), обладающего более отрицательным электродным потенциалом и являющегося анодом. На катоде происходят процессы вос становления. служит другой металл контактной пары. Для предупреждения образования микрогальвонических пар структура должна быть однородной.

Обработка, ведущая к гомогенизации и получению однофазной структуры, повышает коррозионную стойкость. Пластическая деформация ухудшает коррозионную стойкость из-за появления внутренних напряжений.

Для повышения коррозионной стойкости необходимо выполнять ряд мероприятий.

Среда водорода, воды, и водяных паров. Воздух широко используется как химический реагент в процессах горения топлива. Кислород - основной агрессивный компонент, азот менее опасен. Вода, влажный воздух, водяной пар относятся к нейтральным средам, но в присутствии загрязнений (раство ренные соли, СО, СО2, SO2 и т.д.) могут стать как щелочными, так и кислы ми. При высоких температурах усиливается газовая коррозия, которая тоже может идти по электрохимическому механизму.

Металлы способные восстанавливать воду (Ti, Zr) абсорбируют водо род, что приводит к охрупчиванию металла, коррозионному растрескиванию и к водородной хрупкости.

Присутствие продуктов горения авиационно-ракетных топлив компо нентов может привести к переходу процессов химического окисления к вы сокотемпературной электрохимической коррозии. Кроме того, большую опасность представляет сульфидная коррозия, вызываемая присутствием в продуктах сгорания топлив соединений серы;

«зольная» коррозия, возни кающая под действием золы – минеральных веществ, находящихся в продук тах сгорания.

Влияние электрического и магнитного полей. Процессы пластиче ской деформации можно облегчить при воздействии отрицательного элек тростатического поля, когда уменьшается удельная поверхностная энергия деформируемого металла. Значительно влияет напряженность электрическо го поля, меняется скорость ползучести. На металлические материалы это воздействие меньше, чем на полупроводники и диэлектрики. Наложение электрического поля приводит к необратимым структурным изменениям в процессах кристаллизации и термической обработки. Увеличивается раство римость легирующих добавок, содержащихся в сплаве, что приводит к уве личению твердости, прочности, износостойкости. Также можно получить структуру с большим количеством мелкодисперсных частиц. Наблюдается некоторое смещение линий на диаграмме состояния, и можно проводить за калку при более низких температурах (дюралюмины). В неметаллических материалах под действием электрического поля происходит процесс поляри зации – смещение связанных электрических зарядов на ограниченное рас стояние, что будет влиять на диэлектрическую проницаемость, пробивное напряжение, электрическая прочность.

Стали.

Углеродистые стали. Сплав железа с углеродом менее 2,14% называ ется сталью. Кроме железа и углерода сталь содержит технологические до бавки – кремний и марганец, в сталях также остаются фосфор и сера, а также присутствуют кислород, азот, водород.

Структурные составляющие в сталях. Феррит –с максимальным содержанием углерода 0,02% при 727оС. Это мягкая, пластичная структур ная составляющая. Цементит - карбид железа, химическое соединение Fe3С, содержит углерода 6,67%. Имеет достаточно высокую твердость, но хруп кий (пластичность практически нулевая). Перлит – эвтектоидная фазовая смесь феррита и цементита с содержанием углерода 0,8%. В зависимости от формы цементита перлит бывает зернистым и пластинчатым, их свойства различаются.

Влияние углерода на свойства стали. Чем больше углерода в стале, тем выше твердость, но ниже пластичность и вязкость. Увеличение содержа ния углерода повышает порог хладноломкости (t50), увеличивая склонность к хрупкому разрушению, ухудшает свариваемость и деформируемость.

Влияние постоянно присутствующих примесей на свойства ста лей. Кремний и марганец раскисляют сталь, чем больше их содержание, тем сталь полнее раскислена, являются полезными примесями. В углеродистых сталях кремния 0,170,37%. Растворяясь в феррите, кремний увеличивает прочность и упругость, немного снижая вязкость и пластичность. Марганец устраняет вредное влияние серы. В углеродистых сталях марганца содер жится 0,2 0,8%. Он немного повышает предел прочности, сопротивляемость стали истиранию, не оказывая заметного влияния на пластичность и вязкость.

Фосфор и сера - вредные примеси. Фосфор резко снижает его вязкость, пла стичность, повышает прочность. Он сильно ликвирует, вызывая хладнолом кость стали. Сера образует в сталях легкоплавкую эвтектику (FeS + Fe) с температурой плавления 988°С. При горячей обработки металлов давлением (9001200°С) расплавление сульфидной эвтектики вызывает красноломкость стали. Кислород и азот незначительно растворяются в феррите и загрязняют сталь неметаллическими включениями – оксидами и нитридами. Оксиды приводят к охрупчиванию, азот вызывает деформационное старение. Водо род также может вызывать охрупчивание или приводит к образованию фло кенов – внутренних микронадрывов. Уменьшая содержание вредных приме сей и кислорода, можно повысить конструкционную прочность стали.

Дефекты строения сталей. Свойства сталей сильно зависят от струк туры (размера исходного зерна аустенита, взаимного распределения феррита и перлита). Могут наблюдаются дефекты строения - крупнонозернистость, видманштеттова структура, строчечность. Это приводит к снижению меха нических свойств стали, особенно вязкости. Перечисленные пороки строения доэвтектоидных сталей исправляются проведением отжига с полной фазовой перекристаллизацией или нормализацией. Однако строчечность, вызванную неметаллическими включениями, нельзя устранить полностью, она становит ся менее выраженной при проведении нормализации.

Легированные стали Элементы, специально вводимые в сталь в определенных концентраци ях с целью изменения ее строения и свойств, называются легирующими эле ментами, а стали – легированными Легирующие элементы изменяют свойства отдельных фаз и стали. Ле гирующие элементы изменяют температуры полиморфных превращений же леза, температуру эвтектоидной и эвтектической реакций, влияют на раство римость углерода в аустените.

Влияние элементов на полиморфизм железа. Элементы, расширяю щие область существования -фазы – -стабилизаторы – никель, марганец, углерод, азот, понижают температуру линии А3 (GS) и повышают температу ру линии А4 (NI). Элементы, замыкающие -область (хром, молибден, вольф рам, ванадий, кремний, титан и другие) повышают температуру А3 и снижа ют А4, называются -стабилизаторами.

Влияние легирующих элементов на превращение перлита в аустенит.

Можно выделить карбидообразующие легирующие элементы (Zr, Ti, Nb, V, Cr, Mo, W, Mn) и элементы, не образующие карбиды Ni, Si, Co, Cu, Al. Атомы карбидообразующих элементов растворяются в карбиде же леза или образуют с углеродом специальные карбиды. При нагреве выше критических точек они растворяются в аустените, образуя твердые растворы замещения, но могут сохраняться в структуре до высоких температур (устой чивые карбиды Ti, Zr,V). Легированные стали требуют более высоких темпе ратур нагрева при термообработке и более длительной выдержки для полу чения однородного аустенита. Малая склонность к росту аустенитного зерна – технологическое преимущество большинства легированных сталей. Все ле гирующие элементы снижают склонность аустенитного зерна к росту, кроме марганца и бора. Элементы, не образующие карбидов (кремний, кобальт, медь, никель), слабо влияют на рост зерна. Карбидообразующие элементы (хром, молибден, вольфрам, ванадий, титан) сильно измельчают зерно.

Повышая устойчивость аустенита, легирующие элементы также влия ют на превращение переохлажденного аустенита, понижая критическую скорость закалки, повышая прокаливаемость стали, понижая температуры мартенситного превращения, повышая стойкость стали к отпуску. В отдель ных случаях легированная сталь приобретает специальные свойства.

Легированные стали делят по степени легирования (по суммарному содержанию легирующих элементов) на:

низколегированные – 2,5-5 %;

среднелегированные – до 10 %;

высоколегированные – более 10%.

Классификация легированных сталей по структуре после нормализа ции связана с кинетикой распада аустенита при его охлаждении на воз духе.

Стали перлитного класса характеризуются малым содержанием леги рующих элементов, охлаждение на воздухе приводит к перлитному превра щению аустенита. В сталях мартенситного класса с большим содержанием легирующих элементов аустенит более устойчив, на воздухе переохлаждает ся до температуры мартенситного превращения и превращается в мартенсит.

Для сталей аустенитного класса с высоким содержанием легирующих эле ментов мартенситная точка переходит в область отрицательных температур.

В результате охлаждения на воздухе до комнатной температуры сталь сохра няет структуру аустенита. Выделяют также ферритный и ледебуритный классы стали.

По составу различают никелевые, хромистые, хромоникелевые, хро моникельмолибденовые и т. д. - в зависимости от наличия тех или иных ле гирующих элементов).

По функциональному назначению выделяют конструкционные (це ментуемые, улучшаемые и пр.);

инструментальные (режущие, мерительные, штамповые);

стали и сплавы с особыми свойствами (нержавеющие, жаро прочные и термоустойчивые, износоустойчивые, с особыми магнитными и электрическими свойствами и пр.).

Легирующие элементы повышают стоимость стали, поэтому их ис пользование должно быть строго обоснованно. В пределах одной группы сталей, чем сложнее легирование, тем, как правило, выше свойства, но и сложнее термообработка, выше стоимость.

Стали общего назначения Углеродистые стали. Низкоуглеродистые стали 05 кп, 08, 10, 10 пс обладают малой прочностью высокой пластичностью. Применяются без тер мической обработки для изготовления малонагруженных деталей – шайб, прокладок и т.п.

Цементуемые стали15, 20, 25 применяют для изготовления небольших по размеру не ответственных деталей.

Среднеуглеродистые стали 35, 40, 45 применяются после нормализа ции, термического улучшения, поверхностной закалки.После термического улучшения наблюдается наилучшее сочетание механических свойств. После поверхностной закалки обладают высокой поверхностной твердостью и со противлением износу.

Высокоуглеродистые стали 60, 65, 70, 75 используются как рессорно пружинные после закалки и среднего отпуска. В нормализованном состоянии применяются для прокатных валков, шпинделей станков.

Достоинства углеродистых качественных сталей – дешевизна и техно логичность. Но из-за малой прокаливаемости эти стали не обеспечивают тре буемый комплекс механических свойств в деталях сечением более 20 мм.

Цементуемые стали. Цементации подвергаются низкоуглеродистые стали с содержанием углерода до 0,25%, что позволяет получить твердую из носостойкую поверхность и вязкую сердцевину. Эти стали используются для изготовления деталей, работающих на износ и подвергающихся действию переменных и ударных нагрузок. Количество легирующих элементов не должно быть высоким, но должно обеспечивать требуемую прокаливаемость изделия (Mo, Mn, Cr). Для измельчения зерна цементуемые стали легируют (V, Ti, Nb, Zr, Al, N). Типовая термообработка для цементуемых сталей после проведения цементации – закалка (либо две закалки – полная и непол ная) и низкий отпуск.

Цементуемые легированные стали применяют для более крупных и тяжелонагруженных деталей, в которых необходимо иметь, кроме высокой твердости поверхности, достаточно прочную сердцевину. Хромистые стали 15Х, 20Х используются для изготовления небольших изделий простой фор мы. Дополнительное легирование хромистых сталей ванадием (сталь 15ХФ), способствует получению более мелкого зерна, повышению свойств. Хромо никелевые стали – лучшие в этой группе. Никель оказывает положительное влияние на свойства сердцевины. Хромоникелевые стали 12ХН3А, 20ХН3А, 20Х2Н4А, 20Х2Н4А, 12Х2Н4А, 18Х2Н4ВА применяют для изготовления крупных и средних деталей, работающих на износ при больших нагрузках (зубчатые колеса, шлицевые валы). Хромомарганцевые стали применяют вместо дорогих хромоникелевых, однако эти стали менее устойчивы к пере греву и имеют меньшую вязкость. Введение титана (0,06 - 0,12 %) уменьшает склонность стали к перегреву (18ХГТ, 25ХГТ, 30ХГТ). Добавление молибде на 25ХГМ повышает прокаливаемость, устраняет вредное влияние внутрен него окисления. Хромомарганцевоникилевые стали 20ХГНМ, 25ХГНМТ, 20ХГН2МАЮ. Одновременное легирование хромом, марганцем и никелем повышает прокаливаемость и прочность сталей.

Улучшаемые стали. Термическому улучшению (закалке и высокому отпуску на сорбит) подвергаются среднеуглеродистые стали (0,3 - 0,5 %.), которые широко применяются для изготовления различных деталей, рабо тающих в сложных напряженных условиях. Стали хорошо воспринимают ударные нагрузки, имеют низкий порог хладноломкости, высокую вязкость.

Улучшаемые углеродистые стали 35, 40, 45 дешевы, из них изготавли вают детали небольшого сечения, испытывающие незначительные напряже ния (сталь 35), и детали, требующие повышенной прочности (стали 40, 45).

Стали этой группы можно использовать и в нормализованном состоянии.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.