Материалознание

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Елементарни диаграми на състоянията

1.Коя структура наричаме'механична смес'?

механична смес се получава когато компонентите не реагират химически помежду си.Тогава в структурата на сплавта се наблюдават кристалите на двата компонента

2.Коя структурата наричаме твърд разтвор?опишете основните видове твърди разтвори.

твърди разтвори наричаме кристали,в които се запазва кристалния строеж на една от компонентите,но присъстват атоми на втората компонента.основните разтвори са заместване,когато атомите на елемента,който се разтваря,заместват възлов атом,и вместване,когато те се вместят между основните атоми.заместващите разтвори могат да са неограничени и ограничени по съдържание на втория елемент.неограничените разтвори се образуват ако двата химични елемента са много близки по физико-химичната си същност-имат еднакъв тип кристална решетка,много малка разлика в атомните радиуси и се намират близо един до друг в периодичната система.ако някое от посочените не е изпълнено се получава ограничен разтвор.твърдите разтвори на внедряване са винаги ограничени.получават се при разтваряне на елементи с малки атомни радиуси в преходни метали.

3.химични съединения.Основни видове.

химичните съединения могат да бъдат устойчиви и неустойчиви.съединенията имат собствена кристална решетка която се различава от тази на компонентите.устоичивите химични съединения се топят и кристализират при постоянна температура,а неустойчивите в температурен интервал.

4.диаграми на състоянията.основни видове линии-ликвидус,солидус

те са геометричен образ на равновесните фазови състояния на системи от два или повече химични елемента при различни температуратури,концентрации на компонентите и налягания.те дават пълна информация за формирането на структурата на всяка сплав и възможности за технологично въздействие.линиите на диаграмите се получават при свързване на точки.линията,свързваща точките на началото на кристализационния процес се нарича ликвидус,а солидус е линията която се получава от свързването на точките на завършването му.

5.правило на фазите.основни понятия-фаза,компонента,степен на свобода

правилото на фазите дава в математичен вид съотношението между броя на компонентите,фазите и степените на свобода и външните параметри,то има вида,с=к-ф+2-за променливо налягане и с=к-ф+1-за постоянно налягане.Фаза е хомогенна част от сплавта,която има своя структурата,свойства и гранична повърхност с други фази ,тя съществува само при определени условия-температура и химичен състав.Компонентата е независимо вещество което участва в сплавите.степен на свобода е брой независими параметри,които могат да варират в определени граници без да се нарушава равновесието в системата.

6.как се построяват диаграмите на състоянията.

обикновено те се строят в условия на атмосферно налягане, което може да се приеме за постоянно.практически се използва фомулата с=к-ф+1

те се построяват чрез физико-химичен анализ на функционалните зависимости на определени физични свойства от параметрите химичен състав,температура и налягане.за да се построят диаграмите е необходимо за всяка сплав да се определят температурите на критичните точки.

7.лостово правило-дефиниция.приложение

с него в двуфазна област се определят броя,вида,химичния състав и количеството на участващите в сплавта фази.

8.опишете структурните промени на охлаждане на сплав 1-1от диаграмата на състоянията с пълна разтворимост в твърдо състояние(фиг.1).

горната линия е ликвидус а долната солидус установяваме,че при охлаждане под ликвидус в стопилката възникват критални центри на твърдия разтвор,които нарастват като брой и размери,а при достигане на солидус стопилката се изчерпва.

9.коя сплав от фиг.2 е евтектична ?кой процес протича при тази температура?

двата компонента не се разтварят помежду си в твърдо състояние,нито взаймодействат химически.

10.кои линии на фиг.3 показват ограничена разтворимост на компонентите в твърдо състояние?какви процеси протичат при тяхното пресичане?

линията cf показва максималната разтворимост на b в а ,а dg-на а в в.точка f дава минималното съдържание на b в а ,а на а в b от то4ка g,а максимлното съответно от точките c и d.при пресичане на а и б в точка е разглеждаме кристализация.при охлаждане на стопилката под т.1 в сплав1 се образуват алфа кристали,а в сплав2 бета кристали.

11.кое превръщане наричаме перитектично?в коя точка на фиг.4 протичато?

когато настъпва взаймодействие между стопилката и бета твърдия разтвор се образуват кристали на алфа твърдия разтвор .тази реакция протича при постоянна температура и се нарича перитектична.

12.при коя концентрация на компонентите от фиг.5 се образува химично съединение?опишете условията на неговото образуване.

химично съединение е това което се образува директно от течна фаза при постоянна температура по реакцията l<=>амвм.

13.при коя концентрацияна компонентите в фиг.6 се образува химично съединение.обяснете механизма на неговото образуване.

диаграмите с такива съединения са с покрит максимум.химичните съединения се образуват по перитектична реакция.разглеждаме кристализацията на стопилка със състав,отговарящ на химичното съединение амвм.когато стопилката се охлади под линия ликвидус,от нея се отделят кристали на компонента в.процесът продължава докато се стигне до линията солидус.тогава протича взаймодействие между стопилката и кристалите на компонента в с резултат образуване на кристали на съединението амвм.

14.в коя точка на фиг.7 протича евтектична кристализация?посочете точката на евтектоидно превръщане.

разглеждаме охлаждането на сплав с концентрация т.е,установяваме процеси на първична кристализация,когато от стопилката се образуват кристали на бета твърд разтвор и вторична,когато бета твърдия разтвор се разпада на алфа1 и алфа2 тжърди разтвори.изходната разпадаща се фаза е твърда и се нари4а евтектоидна.

15.посочете общото и различното в структурите евтектиум и евтектоид.

евтектиум е механична механична смес от два или повече вида кристали,които едновременно се отделят от стопилка при постоянна температура.при евтвктоид е разпадането на твърдата фаза на две нови фази при охлаждане.

16.охарактеризирайте кратко процесите в сплавите 1 и 4 на фиг.2.

17.посочете разликата в процесите в сплавите според фиг.2 и 3.

разликата е,че при фигура 2 кристализацията протича според температурна крива,а при фигура 3кристализацията протича при постоянна температура.

18.посочете разликата в условията на образуване на устойчиво(фиг.5)и неустойчиво(фиг.6)химично съединение.

устойчиво химично съединение е това,което се образува директно от течна фаза при постоянна температура,а неустойчивото се образува по перитектична реакция.

прокаляемост и закаляемост

1.охарактеризирайте свойството прокаляемост на стоманите.

прокаляемост се нарича способността на стоманите да се закаляват на определена дълбочина.

2.какво е закаляемост на стоманите?

закаляемост се нарича свойството на стоманите да увелиават твърдостта си в резултат на протичане на аустенит-мартензитно превръщане.

3.коя структура се съдържа в полумартензитната зона освен мартензита?

в полумартензитната зона се съдържа 50%мартензит и 50%троостит.

4.коя от изброените стомани има наи-голяма прокаляемост:ст20,сту8а,ст20х,стхвг?

5.може ли стомана да има ниска прокаляемост при висока закаляемост?

да

6.може ли стомана да има ниска закаляемост при висока прокаляемост?

да

7.може ли стомана да има едновременно високи прокаляемост и закаляемост?

не

8.кой фактор влияе основно върху прокаляемостта на стоманите?

критичният диаметър.

9.кои фактор влияе основно върху закаляемостта на стоманите?

критичната скорост.

10.кои стомани наричаме незакаляеми?

тези които съдържат въглерод по-малко от 0,3%.

термично обработване на цветни метали

1.посочете температурате на рекристализация на чистата мед?

270 градуса

2.на коя термична обработка се подлага калаеният бронз за хомогенизиране на химичния състав?

термичното обработване на е хомогенизиращо и междинно отгряване.

3.на коя термична обработка се подлага дуралуминият?

на уякчаващо термично обработване което се състои от закаляване и стареене.

4.опишете изменението на якостта на дуралуминият след закаляване при следващо стареене.

след закаляване на дуралуминият твърдостта не се повишава съществено.след 4-5 дни естествено стареене при стайна температура якостта и твърдостта се повишават максимално.

5.в какво се състои разликата между естественото и изкуственото стареене на алуминиевите сплави?

разликата е в това че при естественото стареене се получава максимално уякчаване а изкуственото в някои случаи води до престаряване на сплавта.

6.на коя термична обработка се подлага берилиевият бронз?

той се термообработва чрез нагряване до 800градуса,закалява се във вода и старее при 325градуса

7.на коя термична обработка се подлагат изделията от чиста мед след студено пластично деформиране?

след студена пластична деформация се получава силен наклеп,които се премахва чрез рекристализационно отгряване

8.как се премахва ликвидацията в калаения бронз?

9.на какво се дължи изменението на якостта на берилиевият бронз след термичното му обработване?

на доброто съчетаване на механични и антикорозионни свойства.

10.колко е максималното количество цинк в еднофазния месинг?

до 32%

11.на коя термообработка се подлагат детайли от еднофазен алфа месинг?

на студена и гореща деформация.

12.кои сплави наричаме силумини?

силумини са Алуминиево-силициеви сплави изградени на базата на системата Al-Si и съдържат Al, над 5% Si и незначително количество примеси .В зависимист от съдържанието на силиций те биват подевтектични( 5-11% Si ), евтектични(11-13% Si) и надевтектични( над 13% Si ).Силумините имат добра тънколивкост, мако свиване, непроявяват склонност към образуване на горещи пукнатини и дават добра херметичност на отливките.

13.посочете специфичните свойства на калаените бронзи.

не образуват концентрирана всмукнатина,плътността на отливката може да се увеличи с увеличаване на скоростта на охлаждането по време на кристализация.могат да се легират с zn,ni,al.

14.на коя термична обработка се подлагат изделията от чист титан след пластично деформиране?

подлагат се на рекристализационно отгряване.

15.каква е якостта на дуралуминий веднага след закаляването?

веднага след закаляване якостта и твърдостта на дуралуминият не се повишават съществено.

чугуни

1.кои чугуни наричаме бели и кои сиви?обяснете разликата в структурата и свойствата им.

бели са тези при които въглеродът е изцяло свързан в химично съединение fe3c-цементит,а сиви тези в които по-голямата част от въглерода е в свободно състояние-графит.разликата е в това че в структурата на белите чугуни липсва графит.белите чугуни не могат да се обработват чрез рязане за разлика от сивите.

2.от кои елементи е изградена структурата на сивите чугуни.

метална основа и графит

3.каква форма имат графитните частици в сивите чугуни.

пластинчата,гнездовидна и сферична

4.какви видове бели чугуни познавате?

според структурата им 3 вида подевтектичен,евтвктичен и надевтвктичен

5.кои фактори влиаят на върху структурообразуването на сивите чугуни?

има два основни фактора и това са химичен състав и скорост на охлаждане

6.какви видове сиви чугуни познавате според металната им основа?

обикновени,ковки и високояки с различна метална основа-феритна,ферито-перлитна и перлитна

7.какви видове сиви чугуни познавате според формата на графитните частици в тях?

обикновен,ковък и високояк

8.как се означават сивите чугуни според бдс?

означава се с буквите сч и число което показва якостта на опън в kr/mm na kwadrat.в тази група влизат 7 чугуна:сч00,сч10,сч15,сч20,сч25,сч30,сч35.високояките чугуни включват буквите вч и две числа първото показва якостта на опън а второто относителното удължение в %,в тази група има 8 чугуна:вч350-22,вч400-15,вч450-10,вч500-7,вч550-2,вч600-3,вч700-2,вч800-2

9.обяснете влияниео на графитните частици върху механичните свойства на сивите чугуни.

пластичността намалява силно под влияние на графитните частици.формата на графитните частици оказва допълнително отрицателно влияние върху механичните свойства,около краищата на графитните пластинки възникват микропукнатини които бързо нарастват и се получава разрушаване .чугуните с гнездовидна и сферична форма на графитните частици имат удължение при опън.

10.обяснете положителното влияние на графитните частици върху свойствата на сивите чугуни.

подобрява обработваемостта чрез рязане,смазва повърхностите на триене,намаляват вибрациите.

11.механични и технологични свойства на сивите чугуни.

отгряване на стомани

1.след коя термична обработка на високовъглеродни стомани се получава структурата зърнест перлит?

след сферодизиращото отгряване.

2.в кои случаи се провежда хомогенизиращо отгряване на стомани?

прилага се за стомани,при които се наблюдава силна дендритна деформация.

3.коя стомана от посочените не може да се подложи на непълно отгряване:ст10,ст45,у8,у10?

ст10

4.с каква цел се провежда дифузионното отгряване?

5.какво представлява термичната обработка наречена нормализация?

нагряват се стоманите,охлаждат се на спокоен въздух,прекристализацията е пълна.

6.каква е разликата между пълното отгряване и нормализацията?

разликата е в начина на охлаждане.

7.коя от посочените стомани се подлага на рекристализационно отгряване след студено пластично деформиране:ст10,ст25,ст45,ст80?

8.коя структура се получава след сферодизиращо отгряване?

зърнест перлит

9.как се охлаждат изделията след пълно отгряване?

бавно с 150-200с градуса в час,за да се получи равновесна перлито-феритна структура.

10.при кои температури се провежда отгряване за намаляване на вътрешните напрежения?

температура с 100-200с по-висока от тази на рекристализацията.

повърхностно закаляване на стомани

1.коя структура се получава в повърхностния слой на стомани след твч закаляване?

възникват вихрови токове и той се нагрява.

2.каква е твърдостта на стомана след твч закаляване в сравнение с класическото заваряване.

тя е по-висока в сравнение с тази на класическото заваряване.

3.коя термична обработка се провежда на детайлите след твч заваряване?

те се подлагат на отвръщане или самоотвръщане

4.опишете предимствата и недостатъците на закаляването с твч?

предимствата са възможностите за-обработка на детайлите при едросерийното и масово производство,механизация и автоматизация в процеса,задаване на температурата на нагряване чрез апаратура,точно задаване на дълбочината на слоя.недостатъците са -скъпата апаратура,изискванията за голяма серийност,изисква голяма предварителна подготовка за създаване на технологията,има ограничение на формата и размерите на детайлите.

5.опишете предимствата и недостатъците на повърхностното закаляване след пламъчно нагряване.

предимствата са,че апаратурата не е скъпа а технологията е проста.

6.от какво зависи основно дълбочината на закаления слой при нагряване с твч?

7.как се променя дълбочината на закаления слой при твч закаляване с увеличаване на честотата на тока?

колкото е по-висока честотата на тока толкова по-малка е дълбочината.

8.посочете приложението на газопламъчното закаляване?

използва се за закаляване на големи изделия.

9.какво трябва да бъде въглеродното съдържание на стомана,за да се подложи на повърхностно закаляване?

0.4-0.5%

10.какво представлява самоотвръщането,което се прилага след повърхностно закаляване?

термична обработка на инструментални стомани

1.какво въглеродно съдържание трябва да имат стоманите за измервателни инструменти?

0,03 или по-ниско

2.какво въглеродно съдържание имат стоманите за студено пластично деформиране?

1%

3.след коя термична обработка стомана у8а получава твърдост 60-62hrc?

след легиране

4.как се премахва остатъчният аустенит във високовъглеродна стомана след закаляване?

трикратно отвръщане при 560с по 1 час

5.в какви граници е въглеродното съдържание на щамповите стомани?на каква термична обработка се подлагат?

до 0,3-0.5%.на закаляване и високотемпературно отвръщане.

6.опишете термичната обработка на бързорежещите стомани?

закаляване и отвръщане

7.коя от изброените стомани е за инструменти за студено пластично деформиране:ст10,ст45,ст20х,ст9хс?

ст20х

8.кой е основният легиращ елемент в бързорежещите стомани?

волфрам

9.обяснете защо бързорежещите стомани се нагряват преди закаляване до 1250-1280с?

защото при работа трябжа да запазват висока твърдост при нагряване до 600-650градуса.

10.посочете твърдостта на нисколегирана инструментална стомана след термично обработване?

11.посочете химичния състав на нисколегирана инструментална стомана и термичната им обработка.

12.трябва ли да се закалява стомана от феритен клас?

стоманите от феритния клас спадат към незакаляемите стомани.

13.трябва ли да се закалява стомана от аустенитен клас?

14.колко въглерод съдържат бързорежещите стомани?

1%

15.посочете термичната обработка на стомани за търкалящи лагери?

сферодизиращо отгряване,закаляване и отвръщане

fe-c диаграма

1.защо диаграмата на състоянията fe-fe3c завършва при 6,67%с?

защото максималното съдържание на въглерод в чугуна е 6,67%,а той заема дясната страна на диаграмата.

2.кое е теоритичното основание да се разглежда лявата част (fe-fe3c)от общата диаграма fe-c?

това,че в лявата част се намира стоманата.

3.кои структурни процеси протичат в диаграмата fe-fe3c?

перитектично превръщане, евтектоидно разпадане на аустенита и естектично превръщане.

4.опишете процеса на перитектично превръщане в диаграмата fe-fe3c .

той протича между стопилката и бета ферит в резултат се получава аустенит.протича при 1492с.

5.опишете процеса на евтектично превръщане в диаграмата fe-fe3c .

кристализация на стопилката в резултат се образува двуфазна смес от аустенит и цементит протича при 1147с.

6.опишете процеса на евтектоидно превръщане в диаграмата fe-fe3c .

аустенитът се разпада на двуфазна смес от ферит и цементит,протича при 727с.

7.ледебурит-дефиниция.условия на образуване.

при евтектична температура,стопилката със състав 4,3%с кристализира при постоянна температура и се образува евтектикум,който се състои от аустенит и цементит и се нарича ледебурит.

8.перлит-дефиниция.условия на образуване.

Аустенита от състава на ледебурите при 723 оС се превръща в перлит като се получава видоизменен ледебурит.

9.какви процеси протичат при пресичането на линиите es и pq?

10.кой чугун наричаме евтектичен?начертайте и обяснете неговата време-температурна крива.

той е видоизменен ледебурит.стр.99

11.кой чугун наричаме подевтектичен?начертайте и обяснете неговата време-температурна крива.

той е перлит+вторичен цементит+видоизменен ледебурит.стр99

12.коя стомана наричаме евтектоидна?начертайте и обяснете нейната време-температурна крива.

тази със съдържание на с=0.83%

13.коя стомана наричаме надевтектоидна?начертайте и обяснете нейната време-температурна крива.

тази със съдържание на с>0.83%

14.кога протича първичната кристализация в сплавите от диаграмата fe-fe3c.да се покажат линиите и опишат процесите.

15.кога протича вторичната кристализация в сплавите от диаграмата fe-fe3c.да се покажат линиите и опишат процесите.

16.структурата на кой вид чугуни описва диаграмата fe-fe3c?

на белите чугуни

17.коя диаграма описва структурата на белите чугуни и коя на сивите чугуни?

fe-fe3c на белите,а fe-c на сивите

18.коя е разликата в структурата на белите и сивите чугуни?

при белите въглеродът е изцяло свързан в хим.съединение fe3c-цементит,а при сивите по-голямата част е в свободно състояние-графит

19.опишете разликата в механичните свойства на белите и сивите чугуни.на какво се дължи тя?

белите са много твърди за разлика от сивите,това се дължи на разликата в структурата им.

20.опишете разликата в механичните свойства на стоманите и белите чугуни.на какво се дължи тя?

химикотермично обработване на стомани

1.в кое структурно състояние се провежда навъглеродяването?

2.сравнете времето за навъглеродяване и азотиране.

3.кога се разпада остатъчният аустенит при отвръщане на закалена стомана?